本发明涉及机器人
技术领域：
，特别涉及一种移动式机器人底盘。
背景技术：
：机器人的使用深刻影响着我国生产制造、科学研究和服务行业。移动机器人的种类很多，陆地移动机器人有移动式、腿式、履带式、跳跃式等几种。其中，轮式移动机器人以移动方便、定位准确、控制方便等优点，使移动式机器人得到了广泛的应用。常见的有三轮、四轮两种结构形式。三轮式机器人结构简单，但稳定性低，常在低速状态下运行，全方位转向的三轮机器人多使用全向轮。四轮式机器人也有两轮转向两轮驱动、四轮转向四轮驱动等结构，全方位转向的四轮式机器人多使用麦克纳姆轮。总体来说，四轮式的结构复杂，但转向灵活，且在高速运行情况下具有良好的稳定性。但两轮转向、两轮驱动结构的最小转弯半径收到限制，且两个驱动轮在转弯时处于滑动状态，降低了机器人的稳定性。本发明在分析各种结构的基础上，设计了一种四轮驱动或者两轮驱动、四轮同步转向的底盘结构，可使四个车轮在转弯时处于纯滚动状态，大大增加了机器人的稳定性，而且能实现两轮转向、两轮驱动无法实现的横行、原地回转的功能，大大提高了机器人的运动灵活性。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种移动式机器人底盘，旨在改善现有技术中，车轮无法同步转向的技术问题。为实现上述目的，本发明提供一种移动式机器人底盘，包括：底盘主体；车轮组件，包括多个车轮，每一所述车轮绕上下向轴线可水平转动地安装于所述底盘主体底部；联动机构，与所述多个车轮分别连接；以及，第一驱动装置，与所述联动机构驱动连接，用以通过所述联动机构，带动所述多个车轮同步转向。可选地，所述车轮组件还包括多个沿上下向延伸的车轮轴，所述多个车轮轴与所述多个车轮一一对应设置，每一所述车轮轴的一端绕上下向轴线转动地安装于所述底盘主体底部，另一端沿水平向折弯形成折弯部，所述折弯部用以供所述车轮转动安装。可选地，所述车轮轴的数量为四，四个所述车轮轴呈矩形排布于所述底盘主体底部。可选地，所述四个车轮轴其中之一为传动车轮轴，余下为从动车轮轴，所述第一驱动装置包括驱动电机及传动带，所述驱动电机具有沿上下向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴通过所述传动带与所述传动车轮轴驱动连接，以驱动所述传动车轮轴转动；所述联动机构包括同步带，所述同步带依次绕设于所述传动车轮轴和三个所述从动车轮轴的外侧壁上，以在所述传动车轮轴转动时，带动三个所述从动车轮轴同步转向。可选地，所述联动机构还包括张紧轮，所述张紧轮活动设于所述底盘主体上并与所述同步带相抵接，所述张紧轮具有朝向所述同步带运动的调紧行程、以及背向所述同步带运动的调松行程。可选地，所述底盘主体具有左右向以及与左右方向呈交叉设置的前后向，所述移动式机器人底盘还包括多个第一传动结构和多个第二传动结构；所述联动机构包括第一传动轴和并行设置的两个第二传动轴，所述第一传动轴沿左右向延伸，所述两个第二传动轴沿前后向延伸，两个所述第二传动轴分设于所述第一传动轴的相对两端，每一所述第一传动轴与所述第二传动轴之间通过一所述第一传动结构传动连接，每一所述车轮轴通过一所述第二传动结构与两个所述第二传动轴传动连接；所述第一驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机具有沿左右向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴与所述第一传动轴驱动连接。可选地，每一所述第一传动结构包括相啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮。可选地，每一所述第二传动结构包括相啮合的涡轮和蜗杆。可选地，所述第一驱动装置为液压泵，所述液压泵具有第一出液口和第一进液口，所述联动机构包括多个液压马达，所述多个液压马达依次连通以构成一通路，并且位于所述通路两端的两个所述液压马达分别与所述第一出液口和所述第一进液口连通，以构成从所述第一出液口流出、流经多个所述液压马达并从所述第一进液口流进的液压回路；其中，每一所述液压马达具有与每一所述车轮轴传动连接的传动轴，液压油推动每一所述传动轴转动进而驱动所述多个车轮轴同步转向。可选地，所述联动机构还包括用以储存所述液压油的液压源，所述液压源设于所述底盘主体上，所述液压源设有第二进液口和第二出液口，所述第二出液口与所述第一进液口连通，用以向所述液压泵提供液压油，所述第二进液口与一所述液压马达的出液口连通，用以回收多余的液压油。在本发明提供的技术方案中，通过控制第一驱动装置带动多个车轮的偏转角度，实现车轮的转向，且每个车轮进行同步控制，转向一致实现既定的轨迹运动。正常行驶时，轮毂电机带动该底盘作直线运动，第一驱动装置处于锁死状态。需要转向时，给第一驱动装置脉冲信号，第一驱动装置开始工作，通过与之相连的联动机构带动多个车轮同步转动，达到多个车轮同时同向转动的目的，使小车转向。多个车轮在转弯时处于纯滚动状态，并且能够实现横行、原地回转，大大增加了机器人的稳定性和灵活性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明提供的移动式机器人底盘一实施例的结构示意图；图2为图1中同步带的结构示意图；图3为图1中第一传动轴和第二传动轴的结构示意图；图4为图1中液压泵驱动液压马达的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100移动式机器人底盘106第二传动轴101底盘主体107传动带102车轮108液压泵103车轮轴109液压马达104同步带110液压源105第一传动轴111张紧轮本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。机器人的使用深刻影响着我国生产制造、科学研究和服务行业。移动机器人的种类很多，陆地移动机器人有移动式、腿式、履带式、跳跃式等几种。其中，轮式移动机器人以移动方便、定位准确、控制方便等优点，使移动式机器人得到了广泛的应用。常见的有三轮、四轮两种结构形式。三轮式机器人结构简单，但稳定性低，常在低速状态下运行，全方位转向的三轮机器人多使用全向轮。四轮式机器人也有两轮转向两轮驱动、四轮转向四轮驱动等结构，全方位转向的四轮式机器人多使用麦克纳姆轮。总体来说，四轮式的结构复杂，但转向灵活，且在高速运行情况下具有良好的稳定性。但两轮转向、两轮驱动结构的最小转弯半径收到限制，且两个驱动轮在转弯时处于滑动状态，降低了机器人的稳定性。本发明在分析各种结构的基础上，设计了一种四轮驱动、四轮转向的底盘结构，可使四个车轮在转弯时处于纯滚动状态，大大机器人的稳定性，而且能实现两轮转向两轮驱动无法实现的横行、原地回转的功能，大大提高了机器人的运动灵活性。鉴于此，本发明提供一种移动式机器人底盘，旨在改善现有技术中，车轮无法同步转向的技术问题。请参阅图1至图4为本发明提供的移动式机器人底盘的一实施例。参见图1，本实施例提供的一种移动式机器人底盘100包括：底盘主体101；车轮组件，包括多个车轮102，每一所述车轮102绕上下向轴线可水平转动地安装于所述底盘主体101底部；联动机构，与所述多个车轮102分别连接；以及，第一驱动装置，与所述联动机构驱动连接，用以通过所述联动机构，带动所述多个车轮102同步转向。在本实施例提供的技术方案中，底盘的主体的底部安装有多个车轮102，每个车轮102的内部都装有轮毂电机，在轮毂电机的驱动下车轮102可以在地面上滚动，车轮102载着底盘主体101在地面上运动。此外，为了要使多个车轮102能够同时的向同一方向偏转相同的角度，所以联动机构需要将多个车轮102联动连接起来。联动机构的形式具体地，可以是采用同步带104将多个车轮102联动连接起来，也可以是采用多根传动轴联动连接起来，又或者是采用液压的形式使其联动连接起来。通过控制第一驱动装置带动多个车轮102的偏转角度，实现车轮102的转向，且每个车轮102进行同步控制，转向一致实现既定的轨迹运动。正常行驶时，轮毂电机带动该底盘作直线运动，第一驱动装置处于锁死状态。需要转向时，给第一驱动装置脉冲信号，第一驱动装置开始工作，通过与之相连的联动机构带动多个车轮102同步转动，达到多个车轮102同时同向转动的目的，使小车转向。多个车轮102在转弯时处于纯滚动状态，并且能够实现横行、原地回转，大大增加了机器人的稳定性和灵活性。进一步地，在本实施例中，所述车轮组件还包括多个沿上下向延伸的车轮轴103，所述多个车轮轴103与所述多个车轮102一一对应设置，每一所述车轮轴103的一端绕上下向轴线转动地安装于所述底盘主体101底部，另一端沿水平向折弯形成折弯部，所述折弯部用以供所述车轮102转动安装。设置车轮轴103是用来安装车轮102的，车轮轴103用来安装车轮102的一端沿水平方向折弯，另一端通过联轴器转动的安装在底盘主体101上。相比传统的车轮轴103是横向布设的，本实施例中车轮轴103竖直安装可以实现360度旋转，进而也能带动车轮102做360度转动。进一步地，在本实施例中，所述车轮轴103的数量为四，四个所述车轮轴103呈矩形排布于所述底盘主体101底部。四个车轮轴103设置在底盘主体101四个边角的位置，4个车轮轴103对称分布，使得运动起来更加平稳。参见图2，进一步地，在本实施例中，所述四个车轮轴103其中之一为传动车轮轴，余下为从动车轮轴，所述第一驱动装置包括驱动电机及传动带107，所述驱动电机具有沿上下向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴通过所述传动带107与所述传动车轮轴驱动连接，以驱动所述传动车轮轴转动；所述联动机构包括同步带104，所述同步带104依次绕设于所述传动车轮轴103和三个所述从动车轮轴103的外侧壁上，以在所述传动车轮轴转动时，带动三个所述从动车轮轴同步转向。采用同步带104结构简单，制造成本低，并且更换起来也方便。同步带104设有齿条，四个车轮轴103上设有齿轮，齿条和齿轮相配合能够更好的传动。进一步地，在本实施例中，所述联动机构还包括张紧轮111，所述张紧轮111活动设于所述底盘主体101上并与所述同步带104相抵接，所述张紧轮111具有朝向所述同步带104运动的调紧行程、以及背向所述同步带104运动的调松行程。参见图3，进一步地，在本实施例中，所述底盘主体101具有左右向以及与左右方向呈交叉设置的前后向，所述移动式机器人底盘100还包括多个第一传动结构和多个第二传动结构；所述联动机构包括第一传动轴105和并行设置的两个第二传动轴106，所述第一传动轴105沿左右向延伸，所述两个第二传动轴106沿前后向延伸，两个所述第二传动轴106分设于所述第一传动轴105的相对两端，每一所述第一传动轴105与所述第二传动轴106之间通过一所述第一传动结构传动连接，每一所述车轮轴103通过一所述第二传动结构与两个所述第二传动轴106传动连接；所述第一驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机具有沿左右向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴与所述第一传动轴105驱动连接。采用第一传动轴105和第二传动轴106联动，更加牢固，经久耐用，质量可靠。进一步地，在本实施例中，每一所述第一传动结构包括相啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮。进一步地，在本实施例中，每一所述第二传动结构包括相啮合的涡轮和蜗杆。参见图4，进一步地，在本实施例中，所述第一驱动装置为液压泵108，所述液压泵108具有第一出液口和第一进液口，所述联动机构包括多个液压马达109，所述多个液压马达109依次连通以构成一通路，并且位于所述通路两端的两个所述液压马达109分别与所述第一出液口和所述第一进液口连通，以构成从所述第一出液口流出、流经多个所述液压马达109并从所述第一进液口流进的液压回路；其中，每一所述液压马达109具有与每一所述车轮轴103传动连接的传动轴，液压油推动每一所述传动轴转动进而驱动所述多个车轮轴103同步转向。采用液压马达109联动，能够更好的控制偏转角度，控制精准。需要说明的是，所述联动机构还包括用以储存所述液压油的液压源110，所述液压源110设于所述底盘主体101上，所述液压源110设有第二进液口和第二出液口，所述第二出液口与所述第一进液口连通，用以向所述液压泵108提供液压油，所述第二进液口与一所述液压马达109的出液口连通，用以回收多余的液压油。以上所述仅为本发明的可选地实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种移动式机器人底盘，其特征在于，包括：
底盘主体；
车轮组件，包括多个车轮，每一所述车轮绕上下向轴线可水平转动地安装于所述底盘主体底部；
联动机构，与所述多个车轮分别连接；以及，
第一驱动装置，与所述联动机构驱动连接，用以通过所述联动机构，带动所述多个车轮同步转向。
2.如权利要求1所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述车轮组件还包括多个沿上下向延伸的车轮轴，所述多个车轮轴与所述多个车轮一一对应设置，每一所述车轮轴的一端绕上下向轴线转动地安装于所述底盘主体底部，另一端沿水平向折弯形成折弯部，所述折弯部用以供所述车轮转动安装。
3.如权利要求2所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述车轮轴的数量为四，四个所述车轮轴呈矩形排布于所述底盘主体底部。
4.如权利要求3所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述四个车轮轴其中之一为传动车轮轴，余下为从动车轮轴，所述第一驱动装置包括驱动电机及传动带，所述驱动电机具有沿上下向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴通过所述传动带与所述传动车轮轴驱动连接，以驱动所述传动车轮轴转动；
所述联动机构包括同步带，所述同步带依次绕设于所述传动车轮轴和三个所述从动车轮轴的外侧壁上，以在所述传动车轮轴转动时，带动三个所述从动车轮轴同步转向。
5.如权利要求4所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述联动机构还包括张紧轮，所述张紧轮活动设于所述底盘主体上并与所述同步带相抵接，所述张紧轮具有朝向所述同步带运动的调紧行程、以及背向所述同步带运动的调松行程。
6.如权利要求2所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述底盘主体具有左右向以及与左右方向呈交叉设置的前后向，所述移动式机器人底盘还包括多个第一传动结构和多个第二传动结构；
所述联动机构包括第一传动轴和并行设置的两个第二传动轴，所述第一传动轴沿左右向延伸，所述两个第二传动轴沿前后向延伸，两个所述第二传动轴分设于所述第一传动轴的相对两端，每一所述第一传动轴与所述第二传动轴之间通过一所述第一传动结构传动连接，每一所述车轮轴通过一所述第二传动结构与两个所述第二传动轴传动连接；
所述第一驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机具有沿左右向延伸的动力输出轴，所述动力输出轴与所述第一传动轴驱动连接。
7.如权利要求6所述的移动式机器人底盘，其特征在于，每一所述第一传动结构包括相啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮。
8.如权利要求6所述的移动式机器人底盘，其特征在于，每一所述第二传动结构包括相啮合的涡轮和蜗杆。
9.如权利要求2所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述第一驱动装置为液压泵，所述液压泵具有第一出液口和第一进液口，所述联动机构包括多个液压马达，所述多个液压马达依次连通以构成一通路，并且位于所述通路两端的两个所述液压马达分别与所述第一出液口和所述第一进液口连通，以构成从所述第一出液口流出、流经多个所述液压马达并从所述第一进液口流进的液压回路；
其中，每一所述液压马达具有与每一所述车轮轴传动连接的传动轴，液压油推动每一所述传动轴转动进而驱动所述多个车轮轴同步转向。
10.如权利要求9所述的移动式机器人底盘，其特征在于，所述联动机构还包括用以储存所述液压油的液压源，所述液压源设于所述底盘主体上，所述液压源设有第二进液口和第二出液口，所述第二出液口与所述第一进液口连通，用以向所述液压泵提供液压油，所述第二进液口与一所述液压马达的出液口连通，用以回收多余的液压油。
技术总结本发明公开一种移动式机器人底盘，包括底盘主体、车轮组件、联动机构以及第一驱动装置，车轮组件包括多个车轮，每一所述车轮绕上下向轴线可水平转动地安装于所述底盘主体底部；联动机构与所述多个车轮分别连接；第一驱动装置与所述联动机构驱动连接，用以通过所述联动机构，带动所述多个车轮同步转向。实现多个车轮同步且同向转动，使多个车轮在转弯时处于纯滚动状态，并且能够实现横行、原地回转，大大增加了机器人的稳定性和灵活性。
技术研发人员：李正;刘祯;钱伟;赵千;吴钊;吴华伟
受保护的技术使用者：湖北文理学院
技术研发日：2020.11.26
技术公布日：2021.03.12
