一種四輪機(jī)器人底盤和機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)屬于用于兩個(gè)或多個(gè)彈性懸掛車輪的互連系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，屬于IPC分類體系的B60G 21/00分類號(hào)，特別是涉及多種四輪機(jī)器人底盤和一種應(yīng)用了上述底盤的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于機(jī)器人運(yùn)行時(shí)大多需要配合傳感器執(zhí)行動(dòng)作，為了傳感器能夠得到車體真實(shí)的數(shù)據(jù)，必須使車體的運(yùn)動(dòng)與真實(shí)情況相同，這樣車體必須是剛性的，但對(duì)于戶外相對(duì)惡劣的地形情況下剛性車架基本不具備很好的抗顛簸效果。而對(duì)于在地面上平穩(wěn)移動(dòng)，基本上大家采用以下幾種方法:1，加避震系統(tǒng)。問(wèn)題是響應(yīng)帶來(lái)的抖動(dòng)很大，就像自行車經(jīng)過(guò)多年的演化，避震裝置也還是沒有能在自行車上普及，原因就在于抖動(dòng)特別大。2，加智能檢測(cè)系統(tǒng)以抵消震動(dòng)。帶來(lái)的問(wèn)題是成本特別高，就像星球探測(cè)車一樣，運(yùn)動(dòng)速度緩慢，成本居高不下。3，采用履帶式結(jié)構(gòu)，對(duì)于環(huán)境有一定的要求，危險(xiǎn)性比較大，容易在履帶和輪子間夾雜物體。
[0003]中國(guó)專利CN 103029539 A(公開日2013.4.10)公開了一種被動(dòng)自適應(yīng)六輪全地形移動(dòng)機(jī)器人，左、右前平行四邊形搖臂，后平行四邊形搖臂和主車體四個(gè)部分，其連接方式為:兩個(gè)前平行四邊形搖臂分別與主車體前面的兩個(gè)L形支撐板鉸接，后平行四邊形搖臂與主車體后面的L形支撐板鉸接。但是該機(jī)器人仍然是基于三輪車結(jié)構(gòu)為主體的六輪車結(jié)構(gòu)，每對(duì)車輪仍然是通過(guò)平行四邊形的搖臂結(jié)構(gòu)安裝在三輪車的車輪位置，如果遇到較小的障礙物，每對(duì)車輪中的一個(gè)抬起之后，另一個(gè)會(huì)相對(duì)的下降，不會(huì)對(duì)整車的穩(wěn)定構(gòu)成太大的影響。但是，如果遇到較大的障礙物，這個(gè)障礙物有可能同時(shí)將每一對(duì)車輪的兩個(gè)車輪都抬起來(lái)的，將會(huì)使兩個(gè)車輪、連接兩個(gè)車輪的平行四邊形搖臂機(jī)構(gòu)、以及機(jī)器人的安裝該對(duì)車輪的部分都抬高，機(jī)器人的底盤也會(huì)因此而發(fā)生傾斜。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性也會(huì)因此而受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供四輪機(jī)器人底盤和應(yīng)用了上述四輪機(jī)器人底盤的機(jī)器人，該底盤能使底盤本體適應(yīng)地面同時(shí)使本體相對(duì)地面形成剛性結(jié)構(gòu)，避免底盤本體的抖動(dòng)。
[0005]—種四輪機(jī)器人底盤，包括底盤本體、第一桿和第二桿，第一桿和第二桿的兩端分別安裝有車輪，第一桿的中部通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體連接，第二桿的中部通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體連接，第一桿的一端通過(guò)五自由度連接的方式與第三桿連接，第三桿通過(guò)五自由度連接的方式與第二桿連接，第三桿通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體連接。
[0006]通過(guò)第三桿將兩側(cè)的側(cè)懸掛裝置聯(lián)系起來(lái)，可以將利用2側(cè)的懸掛裝置共同承擔(dān)一側(cè)的車輪高低變化，也可以降低車輛重心的變化幅度。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第一桿與第三桿的連接中，限制運(yùn)動(dòng)的方向垂直于第一桿或第三桿；且第二桿與第三桿的連接中，限制運(yùn)動(dòng)的方向垂直于第二桿或第三桿。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加技術(shù)特征在于:第一桿的一端與第三桿的一端形成球面高副；第二桿的一端與第三桿的另一端形成球面高副。
[0009]由于第二桿、第一桿的端點(diǎn)與第三桿形成了球面高副，可以避免第一、二桿的端點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)榈谝?、二桿的長(zhǎng)度無(wú)法延長(zhǎng)而造成的影響運(yùn)動(dòng)自由度的問(wèn)題。
[0010]再進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第一桿上以軸向固定的方式設(shè)有第一球，第三桿上設(shè)有第一球滑槽，第三桿處于第一平面內(nèi)，且第一平面不垂直于第一桿，第一球在第一球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在第一平面內(nèi)滑動(dòng)；
[0011 ] 第二桿上以軸向固定的方式設(shè)有第二球，第三桿上設(shè)有第二球滑槽，第三桿處于第二平面內(nèi)，且第二平面不垂直于第二桿，第二球在第二球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在第二平面內(nèi)滑動(dòng)。
[0012]當(dāng)各個(gè)車輪相對(duì)于底盤本體相對(duì)上下擺動(dòng)時(shí)，每側(cè)的懸掛裝置通過(guò)球作用于球滑槽，使球滑槽上下擺動(dòng)，2個(gè)球滑槽固定在第三桿的兩端，第三桿通過(guò)支點(diǎn)鉸接在底盤本體上，實(shí)現(xiàn)了底盤本體不會(huì)繞支點(diǎn)和支點(diǎn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。而且在任意特定地形，底盤本體的位置是剛性且唯一的。
[0013]再進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第三桿上以軸向固定的方式設(shè)有第一球，第一桿上設(shè)有第一球滑槽，第一桿處于第一平面內(nèi)，且第一平面不垂直于第三桿，第一球在第一球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在第一平面內(nèi)滑動(dòng)；
[0014]第三桿上以軸向固定的方式設(shè)有第二球，第二桿上設(shè)有第二球滑槽，第二桿處于第二平面內(nèi)，且第二平面不垂直于第三桿，第二球在第二球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在第二平面內(nèi)滑動(dòng)。該技術(shù)方案也可以實(shí)現(xiàn)與上一個(gè)技術(shù)方案相同的技術(shù)效果。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第一桿上以軸向滑動(dòng)的方式設(shè)有第一球，第三桿上設(shè)有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向與第二桿平行；
[0016]第二桿上以軸向滑動(dòng)的方式設(shè)有第二球，第三桿上設(shè)有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向與第三桿平行。該技術(shù)方案也可以實(shí)現(xiàn)與上一個(gè)技術(shù)方案相同的技術(shù)效果。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第三桿上以軸向滑動(dòng)的方式設(shè)有第一球，第一桿上設(shè)有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向與第一桿平行；
[0018]第三桿上以軸向滑動(dòng)的方式設(shè)有第二球，第二桿上設(shè)有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向與第二桿平行。該技術(shù)方案也可以實(shí)現(xiàn)與上一個(gè)技術(shù)方案相同的技術(shù)效果。
[0019]優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于:第一桿的一端與第四桿球面鉸接，第四桿還與第三桿的一端球面鉸接；第二桿的一端與第五桿球面鉸接，第五桿還與第三桿的另一端球面鉸接。
[0020]本方案通過(guò)2個(gè)球面鉸接和一根桿的形式，將第一側(cè)懸掛裝置、第二側(cè)懸掛裝置分別與第三桿實(shí)現(xiàn)5自由度的連接，穩(wěn)定性和耐用性提高。
[0021]—種四輪機(jī)器人底盤，包括底盤本體、第一桿和第二桿，第一桿和第二桿的兩端分別安裝有車輪；第一桿的一端與第三桿的一端球面鉸接，第二桿的一端與第三桿的另一端球面鉸接；第一桿的另一端與第四桿球面鉸接，第二桿的另一端與第四桿的另一端球面鉸接；第一桿的中部、第二桿的中部、第三桿的中部、第四桿的中部通過(guò)與設(shè)置于底盤本體上的轉(zhuǎn)軸軸向滑動(dòng)、軸向旋轉(zhuǎn)安裝的方式與底盤本體連接。
[0022]本技術(shù)方案也可以取得與上個(gè)技術(shù)方案相同的技術(shù)效果。
[0023]一種使用了上述四輪機(jī)器人底盤的機(jī)器人。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的四輪機(jī)器人底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的四輪機(jī)器人底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的四輪機(jī)器人底盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0028]實(shí)施例1:
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的四輪機(jī)器人底盤的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，各個(gè)附圖標(biāo)記表示含義如下；
[0030]1是第一球，2是第一桿前端，3是第一球滑槽，4是第三桿，5是底盤本體，6是第三桿中部，7是第二桿前端，8是第二球，9是第二球滑槽，10是底盤本體與第一桿鉸接點(diǎn)，11是第一桿后端，12是第一桿，13是底盤本體與第二桿鉸接點(diǎn)，14是第二桿后端，15是第二桿，
[0031]—種四輪機(jī)器人底盤，包括底盤本體5、第一桿12和第二桿15，第一桿前端2、第二桿前端7、第一桿后端11和第二桿后端14分別安裝有車輪，第一桿12的中部通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體5連接，第二桿15的中部通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體5連接，第三桿中部6通過(guò)平面鉸接的方式與底盤本體5連接。
[0032]第一桿12上以軸向固定的方式設(shè)有第一球1，第三桿4上設(shè)有第一球滑槽3，第三桿4處于第一平面內(nèi)，且第一平面不垂直于第一桿12，第一球1可以在第一球滑槽3內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在第一平面內(nèi)進(jìn)行二維的移動(dòng)。在這種連接方式中，因?yàn)榈谝粭U12上的第一球1只是被限定在第一平面內(nèi)的，除此以外，第一桿12相對(duì)于第三桿4的其余的5個(gè)自由度均是不受限制的，所以稱之為“第一桿12的一端通過(guò)五自由度連接的方式與第三桿4連接”。
[0033]第二桿15上以軸向固定的方式設(shè)有第二球8，第三桿4上設(shè)有第二球滑槽9，第三桿4處于第二平面內(nèi)，且第二平面不垂直于第二桿15，第二球8在第二球滑槽9內(nèi)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在第二平面內(nèi)滑動(dòng)。在這種連接方式中，因?yàn)榈诙U15上的第二球8只是被限定在第二平面內(nèi)的，除此以外，第二桿15相對(duì)于第三桿4的其余的5個(gè)自由度均是不受限制的，所以稱之為“第二桿15的一端通過(guò)五自由度連接的方式與第三桿4連接”。
[0034]當(dāng)各個(gè)車輪相對(duì)于底盤本體相對(duì)上下擺動(dòng)時(shí)，第一桿12和第三桿4的角度發(fā)生改變，所以第一桿12上的第一球1也在第一球滑槽3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由于第一桿12由水平狀態(tài)變成傾斜狀態(tài)，而第一球1在第一桿12上的軸向位置沒有發(fā)生改變，所以這就需要第一球12在與第三桿4相交的位置上發(fā)生移動(dòng)。同理，第三桿中部6與第一球之間的距離也會(huì)增大，所以第一球1也會(huì)在第一球滑槽3內(nèi)沿遠(yuǎn)離第三桿中部6