用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪、機器人運動底盤及一種機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機器人運動裝置領(lǐng)域，特別涉及用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪、機器人運動底盤及一種機器人。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪是由兩個電機驅(qū)動（轉(zhuǎn)向電機及驅(qū)動電機），轉(zhuǎn)向電機與驅(qū)動電機分開，所以驅(qū)動輪都可以任意轉(zhuǎn)向，達(dá)到任意角度，從而完成全向運動，且由于轉(zhuǎn)輪是采用普通橡膠輪，無自轉(zhuǎn)的小輪結(jié)構(gòu)，所以可以適應(yīng)木地板，瓷磚，地毯，等其他的各種室內(nèi)地形；同時，由于轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪中包含對稱設(shè)置的第一轉(zhuǎn)輪及第二轉(zhuǎn)輪，因此其負(fù)載能力也得到大幅的提高。
【專利說明】
用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪、機器人運動底盤及一種機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機器人運動裝置領(lǐng)域，特別涉及用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪、機器人運動底盤及一種機器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]如今，隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，機器人已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用到了商場、家庭等環(huán)境。隨著機器人應(yīng)用環(huán)境的擴展，其面臨的環(huán)境也越來越復(fù)雜，供機器人活動的空間中，各種地形障礙、動態(tài)障礙物、靜態(tài)障礙物變換多端，由此就對帶動機器人活動的移動底盤具有了更高的要求。
[0003]現(xiàn)有的用于機器人的多為三輪、四輪全向輪底盤結(jié)構(gòu)或四輪麥克納姆輪結(jié)構(gòu)；其中，全向輪底盤結(jié)構(gòu)的輪軸心指向底盤中心，通過三個輪子或四個輪子的運動合成，從而完成其全向運動;其由于本身結(jié)構(gòu)特點導(dǎo)致運動時機器人上肢容易出現(xiàn)規(guī)律性抖動，不利于機器人的穩(wěn)定性，從而造成采用這種底盤結(jié)構(gòu)的機器人對地面的適應(yīng)性極差;且由于這種底盤結(jié)構(gòu)的三個輪子呈120度分布，在運動時，每個動作都要進(jìn)行運動的合成，從而導(dǎo)致電機的部分性能不可避免的被浪費。
[0004]而四輪麥克納姆輪底盤結(jié)構(gòu)通過輪子上的45度斜置的滾子，再通過特殊的運動解算完成全向運動，其具有價格高昂、運動解算復(fù)雜的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有三輪、四輪全向輪底盤中驅(qū)動輪中各個輪子呈120度分布導(dǎo)致浪費電機性能、而麥克納姆輪底盤中的驅(qū)動輪需復(fù)雜解算的問題，提供一種轉(zhuǎn)向靈活，運行平穩(wěn)的用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:一種轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，包括轉(zhuǎn)向電機、轉(zhuǎn)向傳動裝置、驅(qū)動電機及轉(zhuǎn)輪組；所述轉(zhuǎn)輪組包括對稱設(shè)置在一帶座軸承上的第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪；所述驅(qū)動電機設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪之間，并固定在所述帶座軸承底部，其用于驅(qū)動所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)向電機通過所述轉(zhuǎn)向傳動裝置與所述帶座軸承連接，用于驅(qū)動所述帶座軸承轉(zhuǎn)向；進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)向傳動裝置包括傘形齒輪組及與所述帶座軸承固定連接的轉(zhuǎn)向軸； 所述傘形齒輪組包括與轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)軸連接的第一傘形齒輪及與所述轉(zhuǎn)向軸連接的第二傘形齒輪；所述第一傘形齒輪與所述第二傘形齒輪相互配合，用于將轉(zhuǎn)向電機的轉(zhuǎn)動傳動至所述帶座軸承。
[0007]優(yōu)選的，所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪均為橡膠輪，一些實施例中，該橡膠輪為無自傳結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機及轉(zhuǎn)向電機均為步進(jìn)電機。
[0009]優(yōu)選的，所述驅(qū)動的電機為直驅(qū)雙出軸電機。
[0010]本發(fā)明同時為了克服現(xiàn)有三輪、四輪全向輪底盤容易浪費電機性能、而麥克納姆輪底盤需復(fù)雜解算的問題，提供一種轉(zhuǎn)向靈活、運行平穩(wěn)的機器人運動底盤，包括底盤及三個如上所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪;所述三個以上的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪按正多邊形頂點位置均勻的固定在所述底盤上。
[0011]優(yōu)選的，所述機器人運動底盤包括底盤及三個轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪;所述三個轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪按正三角形頂點位置均勻的固定在所述底盤上。
[0012]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)向電機設(shè)置在所述底盤的上表面。
[0013]本發(fā)明同時提供一種機器人，其采用如上所述的機器人運動底盤。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪是由兩個電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)向電機及驅(qū)動電機)，轉(zhuǎn)向電機與驅(qū)動電機分開，所以驅(qū)動輪都可以任意轉(zhuǎn)向，達(dá)到任意角度，從而完成全向運動，且由于轉(zhuǎn)輪是采用普通橡膠輪，無自轉(zhuǎn)的小輪結(jié)構(gòu)，所以可以適應(yīng)木地板，瓷磚，地毯，等其他的各種室內(nèi)地形；同時，由于轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪中包含對稱設(shè)置的第一轉(zhuǎn)輪及第二轉(zhuǎn)輪，因此其負(fù)載能力也得到大幅的提高。
[0015]本發(fā)明提供的機器人運動底盤包括一底盤及三個以上的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，可以輕松的完成無半徑轉(zhuǎn)彎，從而使機器人能在非常狹小的空間中運動，由于采用了將轉(zhuǎn)向電機設(shè)置在底盤上部，用轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向的方式，所以轉(zhuǎn)輪與底盤之間可以根據(jù)需要設(shè)定距離(通過調(diào)整轉(zhuǎn)向軸的長度)；因此在需要時，可讓轉(zhuǎn)輪與底盤之間有較大的距離；以便于讓機器人在一些角度較大的坡道上也可以行進(jìn)。
[0016]本發(fā)明提供的機器人由于采用了如上所述的機器人，其可以輕松的完成無半徑轉(zhuǎn)彎，可以在非常狹小的空間中運動，當(dāng)轉(zhuǎn)輪與底盤距離較大時，本發(fā)明提供的機器人可以在一些角度較大的坡道上行進(jìn)。
[0017]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪的結(jié)構(gòu)示意圖(不包含轉(zhuǎn)向電機)。
[0018]圖2為本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪的主視圖(不包含轉(zhuǎn)向電機)。
[0019]圖3為本發(fā)明提供的運動底盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明提供的運動底盤的俯視圖。
[0021 ]圖中標(biāo)記:1-轉(zhuǎn)向電機，2-轉(zhuǎn)向傳動裝置，21-傘形齒輪組，211-第一傘形齒輪，212-第二傘形齒輪，22-轉(zhuǎn)向軸，3-轉(zhuǎn)輪組，31-第一轉(zhuǎn)輪，32-第二轉(zhuǎn)輪，33-帶座軸承，4-驅(qū)動電機，5-底盤。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0023]實施例1:如圖1、圖2所示，本實施例提供一種轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，包括轉(zhuǎn)向電機1、轉(zhuǎn)向傳動裝置2、驅(qū)動電機4及轉(zhuǎn)輪組3;
所述轉(zhuǎn)輪組3包括對稱設(shè)置在一帶座軸承33上的第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32;所述驅(qū)動電機4設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32之間，并固定在所述帶座軸承33底部，其用于驅(qū)動所述第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)向電機1通過所述轉(zhuǎn)向傳動裝置2與所述帶座軸承33連接，用于驅(qū)動所述帶座軸承33轉(zhuǎn)向；進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)向傳動裝置2包括傘形齒輪組21及與所述帶座軸承33固定連接的轉(zhuǎn)向軸22;所述傘形齒輪組21包括與轉(zhuǎn)向電機1轉(zhuǎn)軸連接的第一傘形齒輪211及與所述轉(zhuǎn)向軸22 連接的第二傘形齒輪212;所述第一傘形齒輪211與所述第二傘形齒輪212相互配合，用于將轉(zhuǎn)向電機1的轉(zhuǎn)動傳動至所述帶座軸承33。應(yīng)注意的是，雖然本發(fā)明中未提及轉(zhuǎn)向電機1設(shè)置(或固定)在何種位置，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以根據(jù)實際使用情況得出不止一種的轉(zhuǎn)向電機1設(shè)置 (固定)方法，如本發(fā)明實施例2所提供的方法，或其他任何常見方法，因此轉(zhuǎn)向電機1的設(shè)置方式為本領(lǐng)域公知常識;本實施例未提及轉(zhuǎn)向電機1的設(shè)置(或固定)位置不應(yīng)被視為沒有實用性。
[0024]優(yōu)選的，所述第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32均為橡膠輪，一些實施例中，該橡膠輪為無自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，具體的，轉(zhuǎn)輪(指第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32)的直徑可根據(jù)需要選取12cm-18cm之間任意值。
[0025]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機4及轉(zhuǎn)向電機1均為步進(jìn)電機，且具體應(yīng)用時，驅(qū)動電機4優(yōu)選采用直驅(qū)大力矩(2Nm-5Nm)雙出軸電;轉(zhuǎn)向電機1優(yōu)選采用大扭矩(2Nm-5Nm)的步進(jìn)電機。
[0026]本實施例提供的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪是由兩個電機驅(qū)動(轉(zhuǎn)向電機1及驅(qū)動電機4)，轉(zhuǎn)向電機1與驅(qū)動電機4分開，所以驅(qū)動輪都可以任意轉(zhuǎn)向，達(dá)到任意角度，從而完成全向運動，且由于轉(zhuǎn)輪是采用普通橡膠輪，無自轉(zhuǎn)的小輪結(jié)構(gòu)，所以可以適應(yīng)木地板，瓷磚，地毯，等其他的各種室內(nèi)地形；同時，由于轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪中包含對稱設(shè)置的第一轉(zhuǎn)輪31及第二轉(zhuǎn)輪32,因此其負(fù)載能力也得到大幅的提尚。[〇〇27]實施例2:如圖3、圖4所示，本實施例提供為了克服現(xiàn)有三輪、四輪全向輪底盤容易浪費電機性能、而麥克納姆輪底盤需復(fù)雜解算的問題，提供一種轉(zhuǎn)向靈活、運行平穩(wěn)的機器人運動底盤，包括底盤5及三個如實施例1所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪;所述三個轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪按正三角形頂點位置均勻的固定在底盤5上。其中，轉(zhuǎn)向電機1設(shè)置在底盤5的上表面，轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪中的驅(qū)動電機4及轉(zhuǎn)輪組3位于底盤5下方，轉(zhuǎn)向電機1通過轉(zhuǎn)向傳動裝置2與帶座軸承33連接，從而帶動轉(zhuǎn)輪組3轉(zhuǎn)向。[〇〇28]本實施例提供的機器人運動底盤包括一底盤及三個以上的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，可以輕松的完成無半徑轉(zhuǎn)彎，從而使機器人能在非常狹小的空間中運動，由于采用了將轉(zhuǎn)向電機設(shè)置在底盤上部，用轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向的方式，所以轉(zhuǎn)輪與底盤之間可以根據(jù)需要設(shè)定距離(通過調(diào)整轉(zhuǎn)向軸的長度)；因此在需要時，可讓轉(zhuǎn)輪與底盤之間有較大的距離；以便于讓機器人在一些角度較大的坡道上也可以行進(jìn);實際應(yīng)用中，底盤與地面的距離大致在12cm-20cm之間，如，當(dāng)轉(zhuǎn)輪(第一轉(zhuǎn)輪31、第二轉(zhuǎn)輪32)直徑為12cm時，可設(shè)置底盤距地面距離為 15cm〇
[0029]實施例3:本實施例提供一種機器人，其采用如實施例2所述的機器人運動底盤。
【主權(quán)項】
1.一種用于機器人的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，其特征在于，包括轉(zhuǎn)向電機、轉(zhuǎn)向傳動裝置、驅(qū)動電機及轉(zhuǎn)輪組； 所述轉(zhuǎn)輪組包括對稱設(shè)置在一帶座軸承上的第一輪、第二轉(zhuǎn)輪； 所述驅(qū)動電機設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪之間，并固定在所述帶座軸承底部，其用于驅(qū)動所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動； 所述轉(zhuǎn)向電機通過所述轉(zhuǎn)向傳動裝置與所述帶座軸承連接，用于驅(qū)動所述帶座軸承轉(zhuǎn)向。2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向傳動裝置包括傘形齒輪組及與所述帶座軸承固定連接的轉(zhuǎn)向軸； 所述傘形齒輪組包括與轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)軸連接的第一傘形齒輪及與所述轉(zhuǎn)向軸連接的第二傘形齒輪； 所述第一傘形齒輪與所述第二傘形齒輪相互配合，用于將轉(zhuǎn)向電機的轉(zhuǎn)動傳動至所述帶座軸承。3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪均為橡膠輪。4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，其特征在于，所述驅(qū)動電機及轉(zhuǎn)向電機均為步進(jìn)電機。5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪，其特征在于，所述驅(qū)動的電機為直驅(qū)雙出軸電機。6.—種機器人運動底盤，其特征在于，包括底盤及三個以上如權(quán)利要求1至4任一項所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪;所述三個以上的轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪按正多邊形頂點位置均勻的固定在所述底盤上。7.如權(quán)利要求6所述的機器人運動底盤，其特征在于，所述機器人運動底盤包括底盤及三個轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪;所述三個轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪按正三角形頂點位置均勻的固定在所述底盤上。8.如權(quán)利要求6所述的機器人運動底盤，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向電機設(shè)置在所述底盤的上表面。9.一種機器人，其特征在于，采用如權(quán)利要求6至7任一項所述的機器人運動底盤。
【文檔編號】B62D61/10GK105966175SQ201610395889
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】王釤菖, 唐忠樑, 韓輊, 賀威
【申請人】成都天福創(chuàng)造機器人有限公司