驱动轮悬架、机器人底盘和机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种驱动轮悬架，还涉及安装有该驱动轮悬架的机器人底盘以及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的迅速发展，机器人应用越来越广泛，例如，迎宾机器人、送餐机器人以及教育机器人、仿生机器人等等。机器人是自动执行工作的机器装置，它可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，还可以依据人工智能技术制定的原则行动。随着国家宏观战略的重视，我国移动机器人的研究已经进入空前热门的时期。各种各样的移动机器人底盘逐渐地映入人们视线，在现有技术中，具有悬架的移动机器人底盘多种多样，已基本满足功能，但仍存在一些不足。

为了获得较大的驱动力，现有的机器人的驱动轮往往设置有多个，且每个驱动轮均配合有一个驱动轮支架，多个驱动轮支架存在的情况下，两个驱动轮在运行转向过程中，不易实现同心转向，会导致机器人运行不稳定情况出现。

针对相关技术中驱动轮悬架结构不易实现同心转向的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种可以方便实现多个驱动轮同心转向的结构，以解决相关技术中驱动轮悬架结构不易实现同心转向的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种驱动轮悬架。

该驱动轮悬架包括依次连接的上层框架、避震器、驱动轮支架和驱动轮，所述驱动轮安装在所述驱动轮支架上，且所述驱动轮支架和驱动轮设置有两组，所述上层框架分别通过避震器与两个所述驱动轮支架连接，两个所述驱动轮支架之间通过支撑管刚性连接。

进一步的，所述支撑管平行设置有两根，所述支撑管的两端分别连接在所述驱动轮支架的端部，两个所述驱动轮支架和两个所述支撑管合围形成矩形结构。

进一步的，所述上层框架与每个驱动轮支架之间均设置有两个避震器，四个避震器均倾斜设置。

进一步的，四个避震器对称设置，且四个避震器在空间中呈倒立的四棱台形状。

进一步的，所述上层框架和所述驱动轮支架之间还设置有平衡杆，所述平衡杆倾斜设置且所述平衡杆的两端分别与所述上层框架和所述驱动轮支架铰接。

进一步的，所述平衡杆包括无缝钢管和分别连接在所述无缝钢管两端的铰接头，所述铰接头为橡胶弹性材料。

进一步的，所述上层框架和所述驱动轮支架相对的一侧均固定有平衡杆座，所述铰接头与所述平衡杆座铰接。

进一步的，所述平衡杆座通过螺钉固定在所述上层框架或所述驱动轮支架上。

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供了一种机器人底盘。

该机器人底盘包括本实用新型提供的上述驱动轮悬架，还包括下层框架、框架连接柱和随动轮，所述上层框架和所述下层框架通过所述框架连接柱固定连接，所述随动轮安装在所述下层框架上。

为了实现上述目的，根据本实用新型的再一个方面，本实用新型还提供了一种机器人。

该机器人包括本实用新型提供的上述机器人底盘。

在本实用新型实施例提供的驱动轮悬架结构中采用了两个驱动轮支架与两个支撑管的连接结构形式，结构简单，刚性好，易保证两个驱动轮的同心转向，保证运行和转向的平稳性。进而解决了相关技术中驱动轮悬架结构不易实现同心转向的技术问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，使得本实用新型的其它特征、目的和优点变得更明显。本实用新型的示意性实施例附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种驱动轮悬架的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种驱动轮悬架的俯视结构示意图(未示出上层框架)；

图3是根据本实用新型实施例的平衡杆的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种机器人底盘的结构示意图；

图中：

1、上层框架；2、避震器；3、驱动轮支架；4、驱动轮；5、支撑管；6、平衡杆；601、无缝钢管；602、铰接头；603、连接部；7、平衡杆座；8、下层框架；9、框架连接柱；10、随动轮。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

如图1-3所示，给出了本实用新型提供的驱动轮悬架的具体实施方式。

如图1和2所示，驱动轮悬架包括依次连接的上层框架1、避震器2、驱动轮支架3和驱动轮4，驱动轮4安装在驱动轮支架3上，且驱动轮支架3和驱动轮4设置有两组，上层框架1分别通过避震器2与两个驱动轮支架3连接，两个驱动轮支架3之间通过支撑管5刚性连接。

本实用新型实施例提供的驱动轮悬架结构中采用了两个驱动轮支架与两个支撑管的连接结构形式，结构简单，刚性好，易保证两个驱动轮的同心转向，保证运行和转向的平稳性。进而解决了相关技术中驱动轮悬架结构不易实现同心转向的技术问题。

如图2所示，支撑管5平行设置有两根，支撑管5的两端分别连接在驱动轮支架3的端部，两个驱动轮支架3和两个支撑管5合围形成矩形结构。两个支撑管的连接形式，使得两个驱动轮支架的连接更加牢固，且两个支撑管通过对称布局方式易于实现悬架结构的稳定性。

如图1和2所示，上层框架1与每个驱动轮支架3之间均设置有两个避震器2，四个避震器均倾斜设置。优选的，四个避震器2对称设置，且四个避震器2在空间中呈倒立的四棱台形状。避震器斜放可以避免避震器的弹簧垂直受力产生的敏感震荡，特别是加减速惯性力增加情况下，可以使得悬架承受较大的惯性负载。

如图1所示，上层框架1和驱动轮支架3之间还设置有平衡杆6，平衡杆6倾斜设置且平衡杆6的两端分别与上层框架1和驱动轮支架3铰接。上述的结构中应用了平衡杆6，平衡杆6杆件可以依据实际悬架行程设定具体尺寸以及安装角度，可以将平衡杆6转动弧线轨迹摆动来替代悬架上下的直线运动。平衡杆6与上层框架1、驱动轮支架3铰接，当机器人在场景运行避障加减速模式，由于速度突变引起俯仰角姿态严重偏大的情况下，通过平衡杆6摆动，转化为悬架的上下移动，从而保证机器人平稳的运行姿态。可以解决机器人在复杂环境运行抗俯仰能力差的技术问题。

如图3所示，平衡杆6包括无缝钢管601和分别连接在无缝钢管601两端的铰接头602，铰接头602为橡胶弹性材料。平衡杆的铰接头采用橡胶材质可以实现柔性连接，可以起到阻尼作用，能够实现大容差安装，将其应用于悬架结构中可以保证悬架结构的上下直线运动。

如图1所示，上层框架1和驱动轮支架3相对的一侧均固定有平衡杆座7，铰接头602与平衡杆座7铰接。优选的，平衡杆座7通过螺钉固定在上层框架1或驱动轮支架3上。平衡杆座7的设置一方面可以方便实现平衡杆6的铰接安装，另一方面可以方便的实现平衡杆6的倾斜角度设置。铰接头602与平衡杆座7之间优选通过橡胶材质的枢轴进行铰接，从而实现平衡杆6与上层框架1或驱动轮支架3的柔性连接。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种机器人底盘，其包括实施例一提供的驱动轮悬架。

具体的，如图4所示，机器人底盘包括实施例一提供的驱动轮悬架，还包括下层框架8、框架连接柱9和随动轮10，上层框架1和下层框架8通过框架连接柱9固定连接，随动轮10安装在下层框架8上。

上述的机器人底盘中两个驱动轮支架与两个支撑管的连接结构形式简单，刚性好，易保证两个驱动轮同心转向。避震器斜置避免了弹簧垂直放置的敏感性，对于负载大、或者惯性大的运行环境，四个并联避震器自适应调整，对悬架的平稳性都有很好的调节性。平衡杆用橡胶头铰接连接上层框架与驱动轮支架，把机器人因启动、加减速模式等机器人产生的俯仰角，转化为接近直线的转动，从而保证四个并联避震器处于直线运动，保证避震器工作寿命，使驱动轮整体悬架处于1个垂直移动自由度，从而满足机器人平稳运行。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种机器人，包括实施例二提供的机器人底盘。

本实施例提供的机器人可以保证两个驱动轮支架同心转向，通过其上设置的平衡杆可以将机器人运动状态突然变化产生的俯仰运动转化为上下的直线运动，使得机器人运行稳定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。