一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，包括底板、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、電源系統(tǒng)，萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向輪底座，設(shè)置在萬(wàn)向輪底座內(nèi)的兩組萬(wàn)向輪、固定連接兩組萬(wàn)向輪的萬(wàn)向輪撐板，萬(wàn)向輪撐板通過(guò)一直線軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在萬(wàn)向輪底座上，萬(wàn)向輪撐板兩端上表面各設(shè)置有一彈簧，彈簧上端固定設(shè)置有一彈簧壓板，彈簧壓板固定在萬(wàn)向輪底座上。本發(fā)明一方面保證了四輪底盤(pán)具有較好的運(yùn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)彎特性，另一方面本發(fā)明采用的蹺蹺板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)對(duì)于路面小臺(tái)階或小凹坑的高度具有良好的自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，能夠有效過(guò)濾，確保驅(qū)動(dòng)輪前進(jìn)的穩(wěn)定性和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及可移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)。
【背景技術(shù)】
[0002]服務(wù)機(jī)器人作為機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。服務(wù)機(jī)器人需具有基本移動(dòng)功能，包括前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等，實(shí)現(xiàn)該功能的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)為機(jī)器人底盤(pán)。目前，機(jī)器人底盤(pán)按驅(qū)動(dòng)方式主要分為輪式、履帶式、多足式及混動(dòng)式等。輪式與履帶式、多足式相比，越障能力不足，但運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用最多。輪式底盤(pán)按輪子數(shù)量又可分為三輪式、四輪式及多輪式。三輪式底盤(pán)雖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，但移動(dòng)平穩(wěn)性較差，尤其對(duì)于非平整路況，易發(fā)生翻車(chē)。四輪式底盤(pán)運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，但在翻越小臺(tái)階或經(jīng)過(guò)小凹坑時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪易脫離地面，發(fā)生打滑。多輪底盤(pán)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種移動(dòng)平穩(wěn)、越障能力較強(qiáng)、不易打滑的室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，包括底板、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、電源系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)底板，安裝在所述驅(qū)動(dòng)底板上的兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)輪，兩組所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)輪互相鏡像設(shè)置;所述萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向輪底座，設(shè)置在所述萬(wàn)向輪底座內(nèi)的兩組萬(wàn)向輪、固定連接兩組所述萬(wàn)向輪的萬(wàn)向輪撐板，所述萬(wàn)向輪撐板通過(guò)一直線軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述萬(wàn)向輪底座上，所述萬(wàn)向輪撐板兩端上表面各設(shè)置有一彈簧，所述彈簧上端固定設(shè)置有一彈簧壓板，所述彈簧壓板固定在所述萬(wàn)向輪底座上;所述傳感系統(tǒng)包括導(dǎo)航傳感器和地標(biāo)傳感器，所述導(dǎo)航傳感器通過(guò)傳感支撐板固定設(shè)置在所述底板前端部，所述地標(biāo)傳感器固定設(shè)置在所述底板下表面;所述電源系統(tǒng)包括一蓄電池組，所述蓄電池組電聯(lián)接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0005]上述技術(shù)方案中，底板呈橢圓形，底板材料為304不銹鋼，具有較好的綜合力學(xué)性能。所述直線軸承底部與萬(wàn)向輪撐板通過(guò)螺釘連接，直線軸承通過(guò)軸及法蘭與萬(wàn)向輪底座連接。彈簧設(shè)置在萬(wàn)向輪的軸端，并采用彈簧壓板固定，用于緩沖和過(guò)了地面臺(tái)階或凹坑對(duì)萬(wàn)向輪的沖擊。導(dǎo)航傳感器用于感應(yīng)地面路線軌跡，確定機(jī)器人前進(jìn)路線，地標(biāo)傳感器用于感應(yīng)機(jī)器人所處位置地標(biāo)，起定位作用。
[0006]優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括板卡支撐機(jī)構(gòu)，所述板卡支撐機(jī)構(gòu)包括板卡支撐板，所述板卡支撐板通過(guò)四個(gè)板卡支撐架固定設(shè)置在所述底板上。
[0007]上述技術(shù)方案中，四個(gè)板卡支撐架中兩個(gè)固定設(shè)置在底板上，另外兩個(gè)固定設(shè)置在萬(wàn)向輪底座表面。板卡支撐機(jī)構(gòu)主要用于固定機(jī)器人電氣控制板。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述驅(qū)動(dòng)底板通過(guò)螺釘固定安裝在所述底板上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)電機(jī)安裝板固定在所述底板上。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述驅(qū)動(dòng)輪包括設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)輪中心的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸一端通過(guò)聯(lián)軸器與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸相連，另一端通過(guò)軸承連接于所述底板上。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述蓄電池組由第一蓄電池、第二蓄電池、第三蓄電池組成，所述第一蓄電池、第二蓄電池通過(guò)第一弓形壓條固定在所述底板上，所述第三蓄電池通過(guò)第二弓形壓條固定在所述萬(wàn)向輪底座上。
[0011]上述技術(shù)方案中，第一蓄電池、第二蓄電池、第三蓄電池為12V蓄電池，并且串聯(lián)構(gòu)成電壓為36V的蓄電池組，第一蓄電池、第二蓄電池、第三蓄電池以機(jī)器人前進(jìn)方向?yàn)閷?duì)稱(chēng)軸呈對(duì)稱(chēng)分布，保證底盤(pán)重心不發(fā)生偏移。
[0012]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
I.本發(fā)明的萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)的兩組萬(wàn)向輪、萬(wàn)向輪撐板及直線軸承構(gòu)成獨(dú)特的蹺蹺板式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)地面小臺(tái)階或小凹坑的高度自主調(diào)節(jié)左右兩側(cè)萬(wàn)向輪與地面形成的角度，確保驅(qū)動(dòng)輪始終與地面可靠接觸，保證驅(qū)動(dòng)輪具有較好的抓地能力，使機(jī)器人穩(wěn)定爬行，不發(fā)生打滑，上述蹺蹺板式結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)剛性連接的四輪底盤(pán)結(jié)構(gòu)，對(duì)于非平整路況時(shí)，路面小臺(tái)階或小凹坑的過(guò)濾性及通過(guò)性具有較大的提升，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及可靠性較好；
2.本發(fā)明采用兩組驅(qū)動(dòng)輪及兩組萬(wàn)向輪的四輪結(jié)構(gòu)底板，具有較好的運(yùn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)彎特性;
3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、重心不易偏移，能較好地縮小機(jī)器人底盤(pán)的整體體積，并且運(yùn)動(dòng)靈活、穩(wěn)定性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例一萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例一板卡支撐機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一傳感系統(tǒng)及電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中:1、底板;2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；3、萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu);4、板卡支撐機(jī)構(gòu);5、傳感系統(tǒng);6、電源系統(tǒng)；21、驅(qū)動(dòng)底板;22、驅(qū)動(dòng)電機(jī);23、電機(jī)安裝板;24、驅(qū)動(dòng)輪;25、傳動(dòng)軸;26、軸承；27、軸承支架；28、聯(lián)軸器;31、萬(wàn)向輪底座；32、萬(wàn)向輪;33、萬(wàn)向輪撐板;34、直線軸承;35、彈簧；36、彈簧壓板;37、軸;38、法蘭;41、板卡支撐板;42、板卡支撐架;51、導(dǎo)航傳感器;53、傳感支撐板;61、第三蓄電池;62、第一蓄電池;63、第二蓄電池;64、第二弓形壓條;65、第一弓形壓條。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一:
如圖1-5所示，一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，包括底板1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)3、傳感系統(tǒng)5、電源系統(tǒng)6，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括驅(qū)動(dòng)底板21，安裝在驅(qū)動(dòng)底板21上的兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)22及驅(qū)動(dòng)輪24，兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)22及驅(qū)動(dòng)輪24互相鏡像設(shè)置;萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)3包括萬(wàn)向輪底座31，設(shè)置在萬(wàn)向輪底座31內(nèi)的兩組萬(wàn)向輪32、固定連接兩組萬(wàn)向輪32的萬(wàn)向輪撐板33，萬(wàn)向輪撐板33通過(guò)一直線軸承34轉(zhuǎn)動(dòng)連接在萬(wàn)向輪底座31上，萬(wàn)向輪撐板33兩端上表面各設(shè)置有一彈簧35，彈簧35上端固定設(shè)置有一彈簧壓板36，彈簧壓板36固定在萬(wàn)向輪底座31上;傳感系統(tǒng)5包括導(dǎo)航傳感器51和地標(biāo)傳感器，導(dǎo)航傳感器51通過(guò)傳感支撐板53固定設(shè)置在底板I前端部，地標(biāo)傳感器固定設(shè)置在底板I下表面;電源系統(tǒng)6包括一蓄電池組，蓄電池組電聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)22。
[0016]還包括板卡支撐機(jī)構(gòu)4，板卡支撐機(jī)構(gòu)4包括板卡支撐板41，板卡支撐板41通過(guò)四個(gè)板卡支撐架42固定，四個(gè)板卡支撐架42中兩個(gè)固定設(shè)置在底板I上，另外兩個(gè)固定設(shè)置在萬(wàn)向輪底座31表面。板卡支撐機(jī)構(gòu)4主要用于固定機(jī)器人電氣控制板。
[0017]底板I呈橢圓形，底板I材料為304不銹鋼，具有較好的綜合力學(xué)性能。直線軸承34底部與萬(wàn)向輪撐板33通過(guò)螺釘連接，直線軸承34通過(guò)軸37及法蘭38與萬(wàn)向輪底座31連接。彈簧35設(shè)置在萬(wàn)向輪32的軸端，并采用彈簧壓板36固定，用于緩沖和過(guò)了地面臺(tái)階或凹坑對(duì)萬(wàn)向輪32的沖擊。導(dǎo)航傳感器51用于感應(yīng)地面路線軌跡，確定機(jī)器人前進(jìn)路線，地標(biāo)傳感器用于感應(yīng)機(jī)器人所處位置地標(biāo)，起定位作用。
[0018]驅(qū)動(dòng)底板21通過(guò)螺釘固定安裝在底板I上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22通過(guò)電機(jī)安裝板23固定在底板I上。
[0019]驅(qū)動(dòng)輪24包括設(shè)置在驅(qū)動(dòng)輪24中心的傳動(dòng)軸25，傳動(dòng)軸25—端通過(guò)聯(lián)軸器28與驅(qū)動(dòng)電機(jī)22輸出軸相連，另一端連接一軸承26，軸承26通過(guò)軸承支架27固定于底板I上。
[0020]蓄電池組由第一蓄電池62、第二蓄電池63、第三蓄電池61組成，第一蓄電池62、第二蓄電池63通過(guò)第一弓形壓條65固定在底板I上，第三蓄電池61通過(guò)第二弓形壓條64固定在萬(wàn)向輪底座31上。第一蓄電池62、第二蓄電池63、第三蓄電池61為12V蓄電池，并且串聯(lián)構(gòu)成電壓為36V的蓄電池組，第一蓄電池62、第二蓄電池63、第三蓄電池61以機(jī)器人前進(jìn)方向?yàn)閷?duì)稱(chēng)軸呈對(duì)稱(chēng)分布，保證底盤(pán)重心不發(fā)生偏移。蓄電池組主要用于向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2和傳感系統(tǒng)5提供能量。
[0021]本實(shí)施例使用方法:
機(jī)器人在室內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2接收導(dǎo)航傳感器51的輸出信號(hào)，完成直線運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)航傳感器51輸出信號(hào)為直線時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪24做等速轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人行走直線，當(dāng)導(dǎo)航傳感器51輸出信號(hào)為曲線時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪24做差速轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人完成轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0022]當(dāng)?shù)妆P(pán)萬(wàn)向輪32經(jīng)過(guò)地面小臺(tái)階或小凹坑時(shí)，由于本發(fā)明采用蹺蹺板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)小臺(tái)階或凹坑的一側(cè)萬(wàn)向輪32將通過(guò)彈簧35自主調(diào)節(jié)高度，萬(wàn)向輪撐板33將通過(guò)直線軸承34繞軸37旋轉(zhuǎn)一定角度，確保驅(qū)動(dòng)輪24始終與地面可靠接觸，保證驅(qū)動(dòng)輪24具有較好的抓地能力，使機(jī)器人穩(wěn)定爬行，不發(fā)生打滑。
[0023]本實(shí)施例一方面保證了四輪底盤(pán)具有較好的運(yùn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)彎特性，另一方面本發(fā)明采用的蹺蹺板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)3對(duì)于路面小臺(tái)階或小凹坑的高度具有良好的自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，能夠有效過(guò)濾，確保驅(qū)動(dòng)輪24前進(jìn)的穩(wěn)定性和可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，包括底板(I)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)、萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)(3 )、傳感系統(tǒng)(5)、電源系統(tǒng)(6)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)包括驅(qū)動(dòng)底板(21)，安裝在所述驅(qū)動(dòng)底板(21)上的兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)及驅(qū)動(dòng)輪(24)，兩組所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)及驅(qū)動(dòng)輪(24)互相鏡像設(shè)置;所述萬(wàn)向輪機(jī)構(gòu)(3)包括萬(wàn)向輪底座(31)，設(shè)置在所述萬(wàn)向輪底座(31)內(nèi)的兩組萬(wàn)向輪(32)、固定連接兩組所述萬(wàn)向輪(32)的萬(wàn)向輪撐板(33)，所述萬(wàn)向輪撐板(33)通過(guò)一直線軸承(34)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述萬(wàn)向輪底座(31)上，所述萬(wàn)向輪撐板(33)兩端上表面各設(shè)置有一彈簧(35)，所述彈簧(35)上端固定設(shè)置有一彈簧壓板(36)，所述彈簧壓板(36)固定在所述萬(wàn)向輪底座(31)上;所述傳感系統(tǒng)(5)包括導(dǎo)航傳感器(51)和地標(biāo)傳感器，所述導(dǎo)航傳感器(51)通過(guò)傳感支撐板(53)固定設(shè)置在所述底板(I)前端部，所述地標(biāo)傳感器固定設(shè)置在所述底板(I)下表面;所述電源系統(tǒng)(6)包括一蓄電池組，所述蓄電池組電聯(lián)接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，其特征在于:還包括板卡支撐機(jī)構(gòu)(4)，所述板卡支撐機(jī)構(gòu)(4)包括板卡支撐板(41)，所述板卡支撐板(41)通過(guò)四個(gè)板卡支撐架(42)固定設(shè)置在所述底板(I)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)底板(21)通過(guò)螺釘固定安裝在所述底板(I)上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)通過(guò)電機(jī)安裝板(23)固定在所述底板(I)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)輪(24)包括設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)輪(24)中心的傳動(dòng)軸(25)，所述傳動(dòng)軸(25)—端通過(guò)聯(lián)軸器(28)與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)輸出軸相連，另一端通過(guò)軸承(26)連接于所述底板(I)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)，其特征在于:所述蓄電池組由第一蓄電池(62)、第二蓄電池(63)、第三蓄電池(61)組成，所述第一蓄電池(62)、第二蓄電池(63)通過(guò)第一弓形壓條(65)固定在所述底板(I)上，所述第三蓄電池(61)通過(guò)第二弓形壓條(64)固定在所述萬(wàn)向輪底座(31)上。
【文檔編號(hào)】B62D61/00GK105835988SQ201610326898
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】胡海燕
【申請(qǐng)人】蘇州斯銳奇機(jī)器人有限公司