一種室內服務機器人移動底盤的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種室內服務機器人移動底盤，包括底板、驅動機構、萬向輪機構、傳感系統、電源系統，萬向輪機構包括萬向輪底座，設置在萬向輪底座內的兩組萬向輪、固定連接兩組萬向輪的萬向輪撐板，萬向輪撐板通過一直線軸承轉動連接在萬向輪底座上，萬向輪撐板兩端上表面各設置有一彈簧，彈簧上端固定設置有一彈簧壓板，彈簧壓板固定在萬向輪底座上。本發明一方面保證了四輪底盤具有較好的運動速度和轉彎特性，另一方面本發明采用的蹺蹺板式結構設計的萬向輪機構對于路面小臺階或小凹坑的高度具有良好的自適應調節能力，能夠有效過濾，確保驅動輪前進的穩定性和可靠性。
【專利說明】
一種室內服務機器人移動底盤
技術領域
[0001 ]本發明涉及可移動機器人領域，具體涉及一種室內服務機器人移動底盤。
【背景技術】
[0002]服務機器人作為機器人技術的一個重要發展方向，受到國內外學者的廣泛關注。服務機器人需具有基本移動功能，包括前進、后退、轉向等，實現該功能的關鍵機構為機器人底盤。目前，機器人底盤按驅動方式主要分為輪式、履帶式、多足式及混動式等。輪式與履帶式、多足式相比，越障能力不足，但運動速度及運動平穩性方面均具有明顯優勢，因此應用最多。輪式底盤按輪子數量又可分為三輪式、四輪式及多輪式。三輪式底盤雖具有結構簡單，運動靈活等優點，但移動平穩性較差，尤其對于非平整路況，易發生翻車。四輪式底盤運動較為平穩，但在翻越小臺階或經過小凹坑時，驅動輪易脫離地面，發生打滑。多輪底盤結構較為復雜，制造困難。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種移動平穩、越障能力較強、不易打滑的室內服務機器人移動底盤。
[0004]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種室內服務機器人移動底盤，包括底板、驅動機構、萬向輪機構、傳感系統、電源系統，所述驅動機構包括驅動底板，安裝在所述驅動底板上的兩組驅動電機及驅動輪，兩組所述驅動電機及驅動輪互相鏡像設置;所述萬向輪機構包括萬向輪底座，設置在所述萬向輪底座內的兩組萬向輪、固定連接兩組所述萬向輪的萬向輪撐板，所述萬向輪撐板通過一直線軸承轉動連接在所述萬向輪底座上，所述萬向輪撐板兩端上表面各設置有一彈簧，所述彈簧上端固定設置有一彈簧壓板，所述彈簧壓板固定在所述萬向輪底座上;所述傳感系統包括導航傳感器和地標傳感器，所述導航傳感器通過傳感支撐板固定設置在所述底板前端部，所述地標傳感器固定設置在所述底板下表面;所述電源系統包括一蓄電池組，所述蓄電池組電聯接于所述驅動電機。
[0005]上述技術方案中，底板呈橢圓形，底板材料為304不銹鋼，具有較好的綜合力學性能。所述直線軸承底部與萬向輪撐板通過螺釘連接，直線軸承通過軸及法蘭與萬向輪底座連接。彈簧設置在萬向輪的軸端，并采用彈簧壓板固定，用于緩沖和過了地面臺階或凹坑對萬向輪的沖擊。導航傳感器用于感應地面路線軌跡，確定機器人前進路線，地標傳感器用于感應機器人所處位置地標，起定位作用。
[0006]優選的技術方案，還包括板卡支撐機構，所述板卡支撐機構包括板卡支撐板，所述板卡支撐板通過四個板卡支撐架固定設置在所述底板上。
[0007]上述技術方案中，四個板卡支撐架中兩個固定設置在底板上，另外兩個固定設置在萬向輪底座表面。板卡支撐機構主要用于固定機器人電氣控制板。
[0008]優選的技術方案，所述驅動底板通過螺釘固定安裝在所述底板上，所述驅動電機通過電機安裝板固定在所述底板上。
[0009]優選的技術方案，所述驅動輪包括設置在所述驅動輪中心的傳動軸，所述傳動軸一端通過聯軸器與所述驅動電機輸出軸相連，另一端通過軸承連接于所述底板上。
[0010]優選的技術方案，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、第二蓄電池通過第一弓形壓條固定在所述底板上，所述第三蓄電池通過第二弓形壓條固定在所述萬向輪底座上。
[0011]上述技術方案中，第一蓄電池、第二蓄電池、第三蓄電池為12V蓄電池，并且串聯構成電壓為36V的蓄電池組，第一蓄電池、第二蓄電池、第三蓄電池以機器人前進方向為對稱軸呈對稱分布，保證底盤重心不發生偏移。
[0012]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
I.本發明的萬向輪機構的兩組萬向輪、萬向輪撐板及直線軸承構成獨特的蹺蹺板式結構，可根據地面小臺階或小凹坑的高度自主調節左右兩側萬向輪與地面形成的角度，確保驅動輪始終與地面可靠接觸，保證驅動輪具有較好的抓地能力，使機器人穩定爬行，不發生打滑，上述蹺蹺板式結構不同于傳統剛性連接的四輪底盤結構，對于非平整路況時，路面小臺階或小凹坑的過濾性及通過性具有較大的提升，機器人運動平穩性及可靠性較好；
2.本發明采用兩組驅動輪及兩組萬向輪的四輪結構底板，具有較好的運動速度和轉彎特性;
3.本發明結構緊湊、重心不易偏移，能較好地縮小機器人底盤的整體體積，并且運動靈活、穩定性強。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例一結構不意圖；
圖2為本發明實施例一驅動機構結構示意圖；
圖3為本發明實施例一萬向輪機構結構示意圖；
圖4為本發明實施例一板卡支撐機構結構示意圖；
圖5為本發明實施例一傳感系統及電源系統結構示意圖。
[0014]其中:1、底板;2、驅動機構；3、萬向輪機構;4、板卡支撐機構;5、傳感系統;6、電源系統；21、驅動底板;22、驅動電機;23、電機安裝板;24、驅動輪;25、傳動軸;26、軸承；27、軸承支架；28、聯軸器;31、萬向輪底座；32、萬向輪;33、萬向輪撐板;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。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
實施例一:
如圖1-5所示，一種室內服務機器人移動底盤，包括底板1、驅動機構2、萬向輪機構3、傳感系統5、電源系統6，驅動機構2包括驅動底板21，安裝在驅動底板21上的兩組驅動電機22及驅動輪24，兩組驅動電機22及驅動輪24互相鏡像設置;萬向輪機構3包括萬向輪底座31，設置在萬向輪底座31內的兩組萬向輪32、固定連接兩組萬向輪32的萬向輪撐板33，萬向輪撐板33通過一直線軸承34轉動連接在萬向輪底座31上，萬向輪撐板33兩端上表面各設置有一彈簧35，彈簧35上端固定設置有一彈簧壓板36，彈簧壓板36固定在萬向輪底座31上;傳感系統5包括導航傳感器51和地標傳感器，導航傳感器51通過傳感支撐板53固定設置在底板I前端部，地標傳感器固定設置在底板I下表面;電源系統6包括一蓄電池組，蓄電池組電聯接于驅動電機22。
[0016]還包括板卡支撐機構4，板卡支撐機構4包括板卡支撐板41，板卡支撐板41通過四個板卡支撐架42固定，四個板卡支撐架42中兩個固定設置在底板I上，另外兩個固定設置在萬向輪底座31表面。板卡支撐機構4主要用于固定機器人電氣控制板。
[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性能。直線軸承34底部與萬向輪撐板33通過螺釘連接，直線軸承34通過軸37及法蘭38與萬向輪底座31連接。彈簧35設置在萬向輪32的軸端，并采用彈簧壓板36固定，用于緩沖和過了地面臺階或凹坑對萬向輪32的沖擊。導航傳感器51用于感應地面路線軌跡，確定機器人前進路線，地標傳感器用于感應機器人所處位置地標，起定位作用。
[0018]驅動底板21通過螺釘固定安裝在底板I上，驅動電機22通過電機安裝板23固定在底板I上。
[0019]驅動輪24包括設置在驅動輪24中心的傳動軸25，傳動軸25—端通過聯軸器28與驅動電機22輸出軸相連，另一端連接一軸承26，軸承26通過軸承支架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通過第一弓形壓條65固定在底板I上，第三蓄電池61通過第二弓形壓條64固定在萬向輪底座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，并且串聯構成電壓為36V的蓄電池組，第一蓄電池62、第二蓄電池63、第三蓄電池61以機器人前進方向為對稱軸呈對稱分布，保證底盤重心不發生偏移。蓄電池組主要用于向驅動機構2和傳感系統5提供能量。
[0021]本實施例使用方法:
機器人在室內進行移動時，驅動機構2接收導航傳感器51的輸出信號，完成直線運動或轉向運動。當導航傳感器51輸出信號為直線時，驅動電機22帶動驅動輪24做等速轉動，機器人行走直線，當導航傳感器51輸出信號為曲線時，驅動電機22帶動驅動輪24做差速轉動，機器人完成轉向運動。
[0022]當底盤萬向輪32經過地面小臺階或小凹坑時，由于本發明采用蹺蹺板式結構設計，經過小臺階或凹坑的一側萬向輪32將通過彈簧35自主調節高度，萬向輪撐板33將通過直線軸承34繞軸37旋轉一定角度，確保驅動輪24始終與地面可靠接觸，保證驅動輪24具有較好的抓地能力，使機器人穩定爬行，不發生打滑。
[0023]本實施例一方面保證了四輪底盤具有較好的運動速度和轉彎特性，另一方面本發明采用的蹺蹺板式結構設計的萬向輪機構3對于路面小臺階或小凹坑的高度具有良好的自適應調節能力，能夠有效過濾，確保驅動輪24前進的穩定性和可靠性。
【主權項】
1.一種室內服務機器人移動底盤，包括底板(I)、驅動機構(2)、萬向輪機構(3 )、傳感系統(5)、電源系統(6)，其特征在于:所述驅動機構(2)包括驅動底板(21)，安裝在所述驅動底板(21)上的兩組驅動電機(22)及驅動輪(24)，兩組所述驅動電機(22)及驅動輪(24)互相鏡像設置;所述萬向輪機構(3)包括萬向輪底座(31)，設置在所述萬向輪底座(31)內的兩組萬向輪(32)、固定連接兩組所述萬向輪(32)的萬向輪撐板(33)，所述萬向輪撐板(33)通過一直線軸承(34)轉動連接在所述萬向輪底座(31)上，所述萬向輪撐板(33)兩端上表面各設置有一彈簧(35)，所述彈簧(35)上端固定設置有一彈簧壓板(36)，所述彈簧壓板(36)固定在所述萬向輪底座(31)上;所述傳感系統(5)包括導航傳感器(51)和地標傳感器，所述導航傳感器(51)通過傳感支撐板(53)固定設置在所述底板(I)前端部，所述地標傳感器固定設置在所述底板(I)下表面;所述電源系統(6)包括一蓄電池組，所述蓄電池組電聯接于所述驅動電機(22)。2.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人移動底盤，其特征在于:還包括板卡支撐機構(4)，所述板卡支撐機構(4)包括板卡支撐板(41)，所述板卡支撐板(41)通過四個板卡支撐架(42)固定設置在所述底板(I)上。3.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人移動底盤，其特征在于:所述驅動底板(21)通過螺釘固定安裝在所述底板(I)上，所述驅動電機(22)通過電機安裝板(23)固定在所述底板(I)上。4.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人移動底盤，其特征在于:所述驅動輪(24)包括設置在所述驅動輪(24)中心的傳動軸(25)，所述傳動軸(25)—端通過聯軸器(28)與所述驅動電機(22)輸出軸相連，另一端通過軸承(26)連接于所述底板(I)上。5.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人移動底盤，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)通過第二弓形壓條(64)固定在所述萬向輪底座(31)上。
【文檔編號】B62D61/00GK105835988SQ201610326898
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】胡海燕
【申請人】蘇州斯銳奇機器人有限公司