一種四輪機器人底盤和機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請屬于用于兩個或多個彈性懸掛車輪的互連系統技術領域，屬于IPC分類體系的B60G 21/00分類號，特別是涉及多種四輪機器人底盤和一種應用了上述底盤的機器人。
【背景技術】
[0002]目前，由于機器人運行時大多需要配合傳感器執行動作，為了傳感器能夠得到車體真實的數據，必須使車體的運動與真實情況相同，這樣車體必須是剛性的，但對于戶外相對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。而對于在地面上平穩移動，基本上大家采用以下幾種方法:1，加避震系統。問題是響應帶來的抖動很大，就像自行車經過多年的演化，避震裝置也還是沒有能在自行車上普及，原因就在于抖動特別大。2，加智能檢測系統以抵消震動。帶來的問題是成本特別高，就像星球探測車一樣，運動速度緩慢，成本居高不下。3，采用履帶式結構，對于環境有一定的要求，危險性比較大，容易在履帶和輪子間夾雜物體。
[0003]中國專利CN 103029539 A(公開日2013.4.10)公開了一種被動自適應六輪全地形移動機器人，左、右前平行四邊形搖臂，后平行四邊形搖臂和主車體四個部分，其連接方式為:兩個前平行四邊形搖臂分別與主車體前面的兩個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。但是該機器人仍然是基于三輪車結構為主體的六輪車結構，每對車輪仍然是通過平行四邊形的搖臂結構安裝在三輪車的車輪位置，如果遇到較小的障礙物，每對車輪中的一個抬起之后，另一個會相對的下降，不會對整車的穩定構成太大的影響。但是，如果遇到較大的障礙物，這個障礙物有可能同時將每一對車輪的兩個車輪都抬起來的，將會使兩個車輪、連接兩個車輪的平行四邊形搖臂機構、以及機器人的安裝該對車輪的部分都抬高，機器人的底盤也會因此而發生傾斜。機器人運動的穩定性也會因此而受到影響。

【發明內容】

[0004]本發明為克服現有技術中存在的技術問題而提供四輪機器人底盤和應用了上述四輪機器人底盤的機器人，該底盤能使底盤本體適應地面同時使本體相對地面形成剛性結構，避免底盤本體的抖動。
[0005]—種四輪機器人底盤，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，第一桿的中部通過平面鉸接的方式與底盤本體連接，第二桿的中部通過平面鉸接的方式與底盤本體連接，第一桿的一端通過五自由度連接的方式與第三桿連接，第三桿通過五自由度連接的方式與第二桿連接，第三桿通過平面鉸接的方式與底盤本體連接。
[0006]通過第三桿將兩側的側懸掛裝置聯系起來，可以將利用2側的懸掛裝置共同承擔一側的車輪高低變化，也可以降低車輛重心的變化幅度。
[0007]優選的技術方案，其附加特征在于:第一桿與第三桿的連接中，限制運動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，限制運動的方向垂直于第二桿或第三桿。
[0008]進一步優選的技術方案，其附加技術特征在于: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、第一桿的端點與第三桿形成了球面高副，可以避免第一、二桿的端點在旋轉運動時，因為第一、二桿的長度無法延長而造成的影響運動自由度的問題。
[0010]再進一步優選的技術方案，其附加特征在于:第一桿上以軸向固定的方式設有第一球，第三桿上設有第一球滑槽，第三桿處于第一平面內，且第一平面不垂直于第一桿，第一球在第一球滑槽內萬向轉動同時在第一平面內滑動；
[0011 ] 第二桿上以軸向固定的方式設有第二球，第三桿上設有第二球滑槽，第三桿處于第二平面內，且第二平面不垂直于第二桿，第二球在第二球滑槽內萬向轉動同時在第二平面內滑動。
[0012]當各個車輪相對于底盤本體相對上下擺動時，每側的懸掛裝置通過球作用于球滑槽，使球滑槽上下擺動，2個球滑槽固定在第三桿的兩端，第三桿通過支點鉸接在底盤本體上，實現了底盤本體不會繞支點和支點連續轉動。而且在任意特定地形，底盤本體的位置是剛性且唯一的。
[0013]再進一步優選的技術方案，其附加特征在于:第三桿上以軸向固定的方式設有第一球，第一桿上設有第一球滑槽，第一桿處于第一平面內，且第一平面不垂直于第三桿，第一球在第一球滑槽內萬向轉動同時在第一平面內滑動；
[0014]第三桿上以軸向固定的方式設有第二球，第二桿上設有第二球滑槽，第二桿處于第二平面內，且第二平面不垂直于第三桿，第二球在第二球滑槽內萬向轉動同時在第二平面內滑動。該技術方案也可以實現與上一個技術方案相同的技術效果。
[0015]進一步優選的技術方案，其附加特征在于:第一桿上以軸向滑動的方式設有第一球，第三桿上設有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽內萬向轉動同時滑動，滑動的方向與第二桿平行；
[0016]第二桿上以軸向滑動的方式設有第二球，第三桿上設有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽內萬向轉動同時滑動，滑動的方向與第三桿平行。該技術方案也可以實現與上一個技術方案相同的技術效果。
[0017]進一步優選的技術方案，其附加特征在于:第三桿上以軸向滑動的方式設有第一球，第一桿上設有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽內萬向轉動同時滑動，滑動的方向與第一桿平行；
[0018]第三桿上以軸向滑動的方式設有第二球，第二桿上設有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽內萬向轉動同時滑動，滑動的方向與第二桿平行。該技術方案也可以實現與上一個技術方案相同的技術效果。
[0019]優選的技術方案，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2個球面鉸接和一根桿的形式，將第一側懸掛裝置、第二側懸掛裝置分別與第三桿實現5自由度的連接，穩定性和耐用性提高。
[0021]—種四輪機器人底盤，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、第四桿的中部通過與設置于底盤本體上的轉軸軸向滑動、軸向旋轉安裝的方式與底盤本體連接。
[0022]本技術方案也可以取得與上個技術方案相同的技術效果。
[0023]一種使用了上述四輪機器人底盤的機器人。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明實施例1的四輪機器人底盤的結構示意圖；
[0025]圖2是本發明實施例2的四輪機器人底盤的結構示意圖；
[0026]圖3是本發明實施例3的四輪機器人底盤的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并詳細說明如下:
[0028]實施例1:
[0029]圖1是本發明實施例1的四輪機器人底盤的結構示意圖，其中，各個附圖標記表示含義如下；
[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，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，14是第二桿后端，15是第二桿，
[0031]—種四輪機器人底盤，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的中部通過平面鉸接的方式與底盤本體5連接，第二桿15的中部通過平面鉸接的方式與底盤本體5連接，第三桿中部6通過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有第一球1，第三桿4上設有第一球滑槽3，第三桿4處于第一平面內，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內萬向轉動，同時在第一平面內進行二維的移動。在這種連接方式中，因為第一桿12上的第一球1只是被限定在第一平面內的，除此以外，第一桿12相對于第三桿4的其余的5個自由度均是不受限制的，所以稱之為“第一桿12的一端通過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有第二球8，第三桿4上設有第二球滑槽9，第三桿4處于第二平面內，且第二平面不垂直于第二桿15，第二球8在第二球滑槽9內萬向轉動同時在第二平面內滑動。在這種連接方式中，因為第二桿15上的第二球8只是被限定在第二平面內的，除此以外，第二桿15相對于第三桿4的其余的5個自由度均是不受限制的，所以稱之為“第二桿15的一端通過五自由度連接的方式與第三桿4連接”。
[0034]當各個車輪相對于底盤本體相對上下擺動時，第一桿12和第三桿4的角度發生改變，所以第一桿12上的第一球1也在第一球滑槽3內轉動，同時，由于第一桿12由水平狀態變成傾斜狀態，而第一球1在第一桿12上的軸向位置沒有發生改變，所以這就需要第一球12在與第三桿4相交的位置上發生移動。同理，第三桿中部6與第一球之間的距離也會增大，所以第一球1也會在第一球滑槽3內沿遠離第三桿中部6