一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘及机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘及机器人。


背景技术：

2.目前市面上相关技术中，一般轮式机器人底盘结构为一体式设计，受限于内部结构而无法实现完全独立悬挂，此时轮式机器人极易在单边越障时出现驱动轮或万向轮悬空现象。此外，一体式机器人底盘结构复杂，很难满足多场景的适应性。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘，该适用于轮式机器人的分段式通用底盘可以满足多场景的适用性。
4.本发明的目的通过以下技术方案实现：
5.提供一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘，包括前桥、底板组件和连接组件,所述连接组件包括万向轴杆安装架、万向轴承和万向轴杆，所述万向轴杆安装架与所述前桥固定，所述万向轴承与所述底板组件固定，所述万向轴杆的一端与所述万向轴杆安装架铰接，所述万向轴杆的另一端安装在所述万向轴承上。通过将底盘分为前桥和底板组件两部分，其中万向轴杆的一端通过万向轴杆安装架与前桥铰接，另一端通过与固定在底板组件上的一个不受限的全向转动的万向轴承安装，从而将两部分装配在一起，它能确保机器人运行时，底板组件给前桥不同方向的动力传送，使前桥部分可以绕万向轴杆和万向轴承的连接点不受限全向旋转，通过这种方式在大部分场景下能得到更好的越障效果，如机器人单边越障、地面双边凸台等，以满足多场景的适用性。
6.进一步的,还包括前减振组件，所述前减振组件的两端分别与所述前桥、所述底板组件铰接。前减振组件能够配合万向轴杆来满足场景变换下的两个主要运动：其一为单边越障时，整个前桥以万向轴杆和万向轴承的连接点为支点形成杠杆，前减振组件吸收前桥侧面摆动导致的振动；其二为双边越障时，前桥与底板组件部分以万向轴杆和万向轴承的连接点为支点形成杠杆，前减振组件吸收前桥上下振动。前桥的杠杆式减振系统使得移动机器人越障时能隔离振动，使得振动在前桥被吸收而不会传递到整个底盘，最大限度的保护机器人整机。
7.进一步的,所述前减振组件设置有两个，两个所述前减振组件对称分布于所述万向轴杆的两侧。前减振组件设置两个，并对称分布于万向轴杆的两侧，使其在具有吸收振动的情况下，还能够保证运动过程中的稳定性。
8.进一步的,所述前减振组件的两端分别铰接有第一安装架、第二安装架，所述第一安装架与所述前桥固定，所述第二安装架与所述底板组件固定。前减振组件的两端分别通过第一安装架与前桥铰接、第二安装架与底板组件铰接来实现安装。
9.进一步的,所述第二安装架高于所述第一安装架，或所述第二安装架低于所述第
一安装架，使所述前减振组件呈倾斜设置。使第二安装架高于第一安装架，或低于第一安装架来使前减振组件呈倾斜状态；在单边越障或双边越障的两个主要运动过程中，前桥会绕着万向轴杆和万向轴承的连接点产生倾斜状态,此时倾斜状态的前减振组件的收缩与前桥的倾斜运动相契合，能够更好的给前桥减振，以此来配合万向轴杆来满足场景变换下的两个主要运动。
10.进一步的,所述前桥包括前桥底板、前万向轮安装架和前万向轮，所述前万向轮安装架与所述前桥底板固定，所述前万向轮安装在所述前万向轮安装架上。前万向轮通过前万向轮安装架安装在前桥底板上。
11.进一步的,所述底板组件包括底板和安装在所述底板上的轮系悬挂装置。
12.进一步的,所述轮系悬挂装置包括轮毂电机、杆件、后减振组件、后万向轮安装架和后万向轮，所述杆件的一端通过轮毂压紧件与所述轮毂电机连接，所述杆件的中部铰接有支撑座，所述支撑座与所述底板固定，所述杆件的另一端与所述后减振组件的一端铰接，所述后减振组件的另一端与所述后万向轮安装架铰接，所述后万向轮安装架铰接有万向轮铰接架，所述万向轮铰接架与所述底板固定，所述后万向轮安装在所述后万向轮安装架上。其中轮毂电机作为驱动轮，轮毂电机通过轮毂压紧件与杆件的前端装配起来，并形成与轮毂电机主轴一致的形状，杆件中部通过支撑座与底板铰接，杆件后端与后减振组件铰接，后减振组件与后万向轮安装架铰接，后万向轮安装架通过万向轮铰接架与底板铰接形成轮系悬挂系统，该轮系悬挂系统能避免驱动轮与后万向轮越障时的悬空现象：当驱动轮越障抬起时，杆件以与支撑座铰接的铰接点为支点形成杠杆，在杆件的后端向下压缩后减振组件，防止后万向轮悬空；同理在后万向轮越障抬起时，驱动轮受到一个向下的力防止其悬空，同时该模块化的设计也有利于悬挂系统的调教，适应不同场景变化。
13.进一步的,所述杆件呈z型设置。杆件呈z型设置，给杆件的后半段和底板之间预留了一个空间，便于后减振组件安装。
14.本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种机器人，该机器人使用上述的适用于轮式机器人的分段式通用底盘，由于通过将底盘分为前桥和底板组件两部分，其中万向轴杆的一端通过万向轴杆安装架与前桥铰接，另一端通过与固定在底板组件上的一个不受限的全向转动的万向轴承安装，从而将两部分装配在一起，它能确保机器人运行时，底板组件给前桥不同方向的动力传送，使前桥部分可以绕万向轴杆和万向轴承的连接点不受限全向旋转，通过这种方式在大部分场景下能得到更好的越障效果，如机器人单边越障、地面双边凸台等，以满足多场景的适用性。
15.本发明的有益效果：本发明涉及一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘及机器人，该适用于轮式机器人的分段式通用底盘包括前桥、底板组件和连接组件,所述连接组件包括万向轴杆安装架、万向轴承和万向轴杆，所述万向轴杆安装架与所述前桥固定，所述万向轴承与所述底板组件固定，所述万向轴杆的一端与所述万向轴杆安装架铰接，所述万向轴杆的另一端安装在所述万向轴承上。本发明通过将底盘分为前桥和底板组件两部分，其中万向轴杆的一端通过万向轴杆安装架与前桥铰接，另一端通过与固定在底板组件上的一个不受限的全向转动的万向轴承安装，从而将两部分装配在一起，它能确保机器人运行时，底板组件给前桥不同方向的动力传送，使前桥部分可以绕万向轴杆和万向轴承的连接点不受限全向旋转，通过这种方式在大部分场景下能得到更好的越障效果，如机器人单边越障、
地面双边凸台等，以满足多场景的适用性。
附图说明
16.利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
17.图1是本发明的一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘的整体结构立体图。
18.图2是本发明的一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘的整体结构剖视图。
19.图3是本发明的一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘的整体结构侧视图。
20.图4是本发明的一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘的整体结构俯视图。
21.图中包括有：
22.前桥1，底板组件2，连接组件3，万向轴杆安装架4，万向轴承5，万向轴杆6，前减振组件7，第一安装架8，第二安装架9，前桥底板10，前万向轮安装架11，前万向轮12，底板13，轮系悬挂装置14，轮毂电机15，杆件16，后减振组件17，后万向轮安装架18，后万向轮19，轮毂压紧件20，支撑座21，万向轮铰接架22。
具体实施方式
23.结合以下实施例对本发明作进一步描述。
24.实施例1
25.本实施例的一种适用于轮式机器人的分段式通用底盘，如图1-4所示，包括前桥1、底板组件2和连接组件3,所述连接组件3包括万向轴杆安装架4、万向轴承5和万向轴杆6，所述万向轴杆安装架4与所述前桥1固定，所述万向轴承5与所述底板组件2固定，所述万向轴杆6的一端与所述万向轴杆安装架4铰接，所述万向轴杆6的另一端安装在所述万向轴承5上。通过将底盘分为前桥1和底板组件2两部分，其中万向轴杆6的一端通过万向轴杆安装架4与前桥1铰接，另一端通过与固定在底板组件2上的一个不受限的全向转动的万向轴承5安装，从而将两部分装配在一起，它能确保机器人运行时，底板组件2给前桥1不同方向的动力传送，使前桥1部分可以绕万向轴杆6和万向轴承5的连接点不受限全向旋转，通过这种方式在大部分场景下能得到更好的越障效果，如机器人单边越障、地面双边凸台等，以满足多场景的适用性。
26.该适用于轮式机器人的分段式通用底盘还包括前减振组件7，所述前减振组件7的两端分别与所述前桥1、所述底板组件2铰接。前减振组件7能够配合万向轴杆6来满足场景变换下的两个主要运动：其一为单边越障时，整个前桥1以万向轴杆6和万向轴承5的连接点为支点形成杠杆，前减振组件7吸收前桥1侧面摆动导致的振动；其二为双边越障时，前桥1与底板组件2部分以万向轴杆6和万向轴承5的连接点为支点形成杠杆，前减振组件7吸收前桥1上下振动。前桥1的杠杆式减振系统使得移动机器人越障时能隔离振动，使得振动在前桥1被吸收而不会传递到整个底盘，最大限度的保护机器人整机。
27.所述前减振组件7设置有两个，两个所述前减振组件7对称分布于所述万向轴杆6的两侧。前减振组件7设置两个，并对称分布于万向轴杆6的两侧，使其在具有吸收振动的情况下，还能够保证运动过程中的稳定性。
28.所述前减振组件7的两端分别铰接有第一安装架8、第二安装架9，所述第一安装架8与所述前桥1固定，所述第二安装架9与所述底板组件2固定。前减振组件7的两端分别通过第一安装架8与前桥1铰接、第二安装架9与底板组件2铰接来实现安装。
29.所述第二安装架9高于所述第一安装架8，或所述第二安装架9低于所述第一安装架8，使所述前减振组件7呈倾斜设置。使第二安装架9高于第一安装架8，或低于第一安装架8来使前减振组件7呈倾斜状态；在单边越障或双边越障的两个主要运动过程中，前桥1会绕着万向轴杆6和万向轴承5的连接点产生倾斜状态,此时倾斜状态的前减振组件7的收缩与前桥1的倾斜运动相契合，能够更好的给前桥1减振，以此来配合万向轴杆6来满足场景变换下的两个主要运动。
30.所述前桥1包括前桥底板10、前万向轮安装架11和前万向轮12，所述前万向轮安装架11与所述前桥底板10固定，所述前万向轮12安装在所述前万向轮安装架11上。前万向轮12通过前万向轮安装架11安装在前桥底板10上。
31.所述底板组件2包括底板13和安装在所述底板13上的轮系悬挂装置14。
32.所述轮系悬挂装置14包括轮毂电机15、杆件16、后减振组件17、后万向轮安装架18和后万向轮19，所述杆件16的一端通过轮毂压紧件20与所述轮毂电机15连接，所述杆件16的中部铰接有支撑座21，所述支撑座21与所述底板13固定，所述杆件16的另一端与所述后减振组件17的一端铰接，所述后减振组件17的另一端与所述后万向轮安装架18铰接，所述后万向轮安装架18铰接有万向轮铰接架22，所述万向轮铰接架22与所述底板13固定，所述后万向轮19安装在所述后万向轮安装架18上。其中轮毂电机15作为驱动轮，轮毂电机15通过轮毂压紧件20与杆件16的前端装配起来，并形成与轮毂电机15主轴一致的形状，杆件16中部通过支撑座21与底板13铰接，杆件16后端与后减振组件17铰接，后减振组件17与后万向轮安装架18铰接，后万向轮安装架18通过万向轮铰接架22与底板13铰接形成轮系悬挂系统，该轮系悬挂系统能避免驱动轮与后万向轮19越障时的悬空现象：当驱动轮越障抬起时，杆件16以与支撑座21铰接的铰接点为支点形成杠杆，在杆件16的后端向下压缩后减振组件17，防止后万向轮19悬空；同理在后万向轮19越障抬起时，驱动轮受到一个向下的力防止其悬空，同时该模块化的设计也有利于悬挂系统的调教，适应不同场景变化。
33.所述杆件16呈z型设置。杆件16呈z型设置，给杆件16的后半段和底板13之间预留了一个空间，便于后减振组件17安装。
34.该适用于轮式机器人的分段式底盘设计考虑了在场景变化下避免轮子悬空的各种情况：采用不受限的全向转动前桥连接设计，能满足不同越障场景的悬挂要求，防止机器人其它轮子悬空，影响算法的稳定性，整个前桥部分的左右轮以万向轴杆为支点形成杠杆，在前后轮单边越障时，有效防止同一侧万向轮悬空；同时分段式的设计，使得前桥的减振系统在双边越障时防止驱动轮悬空，且前桥能吸收大部分振动，最大限度的保护机器人主要部件，使机器人整机运行更平稳；底盘的轮系悬挂系统，使得底盘更加模块化，可以根据不同的场景要求调整悬挂系统；机器人运行过程中前桥结构能有效吸收大部分振动，结合整机底盘的结构设计和悬挂系统的调教，进一步使得底盘多场景适应性更强，结构运行也更稳定可靠。
35.实施例2
36.本实施例提供一种机器人，该机器人使用实施例1所述的适用于轮式机器人的分
段式通用底盘，由于通过将底盘分为前桥和底板组件两部分，其中万向轴杆的一端通过万向轴杆安装架与前桥铰接，另一端通过与固定在底板组件上的一个不受限的全向转动的万向轴承安装，从而将两部分装配在一起，它能确保机器人运行时，底板组件给前桥不同方向的动力传送，使前桥部分可以绕万向轴杆和万向轴承的连接点不受限全向旋转，通过这种方式在大部分场景下能得到更好的越障效果，如机器人单边越障、地面双边凸台等，以满足多场景的适用性。
37.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。