CN212172388U - 一种防侧翻机器人底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防侧翻机器人底盘，包括安装支架，设置在所述安装支架两侧的行走机构，以及固定安装在所述安装支架上方用于安装机器人本体的底板；在所述底板下表面上位于所述行走机构内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置。本实用新型可以确保机器人在任何地面上的稳定行走，有效避免了机器人发生侧翻的情况。

Description

一种防侧翻机器人底盘

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种防侧翻机器人底盘。

背景技术

伴随着社会的发展，机器人已经逐渐涉及到了各个领域，在一些危险环境中、需要耗费大量劳力的情况下，如在安防、矿山、化工、危险物品生产等诸多领域，现在一般都有各种相应的机器人代替人类去完成相应的任务。机器人的出现降低了危险地带执行任务时人员的伤亡量，在一些频繁重复相同动作的工作中机器人降低了员工的工作量，且机器人的出现提高了工作效率。

但是现有存在的机器人在不平整路面行走时容易发生侧翻，这就使机器人的使用存在一定的弊端，导致机器人的使用受限。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防侧翻机器人底盘，解决传统机器人容易发生侧翻的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种防侧翻机器人底盘，包括安装支架，设置在所述安装支架两侧的行走机构，以及固定安装在所述安装支架上方用于安装机器人本体的底板；在所述底板下表面上位于所述行走机构内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置。

针对上述技术方案，通过在底板下方设置平衡装置用来辅助行走机构的平衡，避免当行走机构走在凹陷地带时发生侧翻，当行走机构内侧走在凹陷地带或者两侧的行走机构位于不同深度的凹陷地带时平衡装置用来保证机器人底盘两侧的高度一致，保持机器人的平衡；支撑装置在机器人发生侧翻时起到支撑的作用，给予机器人一个斜向上的推力，保证机器人整体的稳定，有效避免机器人发生侧翻。

优选的，所述平衡装置包括设在所述底板下方的距离传感器和平衡机构，所述平衡机构包括竖直固定设在所述底板下方的丝杆电机、与所述丝杆电机输出端连接的固定块，以及设置在所述固定块底部的万向轮。

距离传感器用来测量底板到地面的距离，当二者之间的距离超过设定值时，由丝杆电机带动固定块和万向轮向下移动，由万向轮临时代替对应的行走机构移动，当二者之间的距离位于设定值区间内时，丝杆电机带动万向轮向上移动，远离地面，由行走机构继续移动；有效保证了机器人的稳定性。

优选的，所述距离传感器设置在所述平衡机构的前方。方便及时对前进的地面情况进行探查。

优选的，所述支撑装置包括倾斜固定在所述底板底部的伺服电机、与所述伺服电机的输出端连接的连接杆，以及设置在所述连接杆底部的滚轮。伺服电机倾斜设置便于给机器人底盘一个倾斜向上的力，有效防止机器人发生侧翻。

优选的，在所述连接杆的底端还设有检测机构，所述检测机构包括固定设在所述连接杆上的支撑板和设置在所述支撑板下方的按压机构和感应机构，所述感应机构包括通过导向杆与所述支撑板固定连接的接近开关；所述按压机构包括固定安装在所述支撑板底部的连杆和设置在所述连杆底端的弹片，所述弹片与接近开关可接触式连接。

检测机构用来检测滚轮与地面的接触情况，当机器人发生侧翻时，伺服电机带动滚轮和检测机构同时下移，当按压机构接触地面时弹片受地面的挤压向上移动与接近开关接触，当接近开关与弹片接触时伺服电机停止工作，滚轮与地面接触与行走机构同时移动并给与机器人底盘向上倾斜的支撑力，保证底盘的稳定，同时分解行走机构与地面之间的局部侧压力，有利于延长行走机构的使用寿命。

优选的，在所述弹片上与所述接近开关相对应位置处设有对接槽，在所述对接槽内设有海绵层，所述对接槽用来卡装接近开关。对接槽对接近开关起到保护作用，防止杂物对接近开关的破坏，同时增加感应的精确性，防止对接近开关的误导；海绵层起到缓冲的作用对接近开关同样起到保护的作用。

优选的，所述弹片的自由端向上卷起形成钩角。

优选的，所述导向杆包括弹簧和分别与所述弹簧的两端固定连接的第一导向杆、第二导向杆。在导向杆中添加弹簧使接近开关在受到向上的外力时起到一定的缓冲作用，避免外力过大对接近开关造成的损坏，延长接近开关的使用寿命。

优选的，所述检测机构底部所在平面高于所述滚轮底部所在平面。为了更好的保护接近开关，检测机构的底部略高于滚轮底部的高度，既可以保护接近开关，又不会影响防侧翻的效果。

优选的，所述行走机构为履带***；在所述安装支架的内部安装有控制器，所述控制器分别与丝杆电机和伺服电机电连接。履带***可以增加机器人的稳定性，使其更适合地形复杂的地区。这里控制器为现有元件。

履带***包括设置在安装支架两侧的履带安装架、设置在履带安装架一端且与驱动电机的主轴连接的主动轮和从动轮，从动轮设置在履带安装架的内部、设置在履带安装架另一端的撑紧轮，以及环绕在主动轮、从动轮和撑紧轮外侧的履带，在履带安装架下部外侧还可以设有承重轮。

本实用新型的有益效果：通过设置平衡装置和支撑装置保证了机器人底盘的稳定性，有效防止了机器人在不平地带行走时发生侧翻的情况，增加了机器人的应用范围，同时确保了机器人的工作效率；通过设置检测机构和距离传感器可以更加精确的控制平衡装置和支撑装置的高度，使其达到最佳的支撑和平衡的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是A部的局部放大图。

附图标记：1安装支架，2底板，3履带***，4距离传感器，5丝杆电机，6固定块，7万向轮，8伺服电机，9连接杆，10履带安装架，11滚轮，12支撑板，13连杆，14弹片，15第一导向杆，16支撑装置，17弹簧，18第二导向杆，19接近开关，20对接槽，21钩角，22履带，23主动轮，24撑紧轮。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种防侧翻机器人底盘，包括安装支架1，设置在所述安装支架1两侧的行走机构，以及固定安装在所述安装支架1上方用于安装机器人本体的底板2；在所述底板2下表面上位于所述行走机构内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板2底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置16。

行走机构为履带***3，履带***3包括设置在安装支架1两侧的履带安装架10、设置在履带安装架10一端且与驱动电机的主轴连接的主动轮23和从动轮，从动轮设置在履带安装架10的内部（图中没标出）、设置在履带安装架10另一端的撑紧轮24，以及环绕在主动轮23、从动轮和撑紧轮24外侧的履带22，在履带安装架10下部外侧还可以设有承重轮。

平衡装置包括设在所述底板2下方的距离传感器4和平衡机构，距离传感器4设置在所述平衡机构的前方。所述平衡机构包括竖直固定设在所述底板2下方的丝杆电机5、与所述丝杆电机5输出端连接的固定块6，以及设置在所述固定块6底部的万向轮7。

支撑装置16包括向外倾斜固定在所述底板2底部的伺服电机8、与所述伺服电机8的输出端连接的连接杆9，以及设置在所述连接杆9底部的滚轮11。

在所述连接杆9的底端还设有检测机构，检测机构底部所在平面略高于所述滚轮11底部所在平面。所述检测机构包括固定设在所述连接杆9上的支撑板12和设置在所述支撑板12下方的按压机构和感应机构。

所述感应机构包括通过导向杆与所述支撑板12固定连接的接近开关19；所述导向杆包括弹簧17和分别与所述弹簧17的两端固定连接的第一导向杆15、第二导向杆18。

所述按压机构包括固定安装在所述支撑板12底部的连杆13和设置在所述连杆13底端的弹片14，所述弹片14的自由端向上卷起形成钩角21。在所述弹片14上与所述接近开关19相对应位置处设有对接槽20，在所述对接槽20内设有海绵层，所述对接槽20用来卡装接近开关19，所述弹片14与接近开关19可接触式连接。

在所述安装支架1的内部安装有控制器和电源组件，所述控制器分别与丝杆电机5和伺服电机8电连接。控制器、丝杆电机5和伺服电机8还分别与电源组件电连接。

控制器、步进电机、伺服电机8等如无特别说明均为常规设计，控制器与其之间的连接方式、控制方式均为常规方式。

本实用新型的工作原理：在机器人工作时，机器人本体随机器人底盘一起移动，履带***3由控制器控制向前移动，距离检测仪用来检测底板2与地面之间的距离，并将相应的数据传输给控制器，并与控制器内设定的数值范围进行比较，当数值大于设定值时机器人会向其内部发生侧翻，这时丝杆电机5启动带动万向轮7向下移动至与地面接触，此时万向轮7临时代替相应的履带***3移动，保持这个机器人的稳定；在检测数值位于设定数值范围内时丝杆电机5带动万向轮7上移，履带***3继续向前移动。当检测数值小于设定值时，伺服电机8启动带动连接杆9向下移动，当接近开关19与弹片14上的对接槽20接触时，接近开关19将相关信号传输给控制器，控制器控制伺服电机8停止移动，滚轮11与地面接触与履带***3一起移动，有效保证机器人的稳定；当接近开关19与弹片14分离时，且检测数值不大于设定值时，控制器控制伺服电机8回缩，滚轮11上移。通过支撑装置16和平衡装置的配合作用使机器人在工作过程中始终保持平稳状态，避免了机器人侧翻的情况。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种防侧翻机器人底盘，其特征在于：包括安装支架，设置在所述安装支架两侧的行走机构，以及固定安装在所述安装支架上方用于安装机器人本体的底板；在所述底板下表面上位于所述行走机构内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置。

2.根据权利要求1所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述平衡装置包括设在所述底板下方的距离传感器和平衡机构，所述平衡机构包括竖直固定设在所述底板下方的丝杆电机、与所述丝杆电机输出端连接的固定块，以及设置在所述固定块底部的万向轮。

3.根据权利要求2所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述距离传感器设置在所述平衡机构的前方。

4.根据权利要求2所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述支撑装置包括倾斜固定在所述底板底部的伺服电机、与所述伺服电机的输出端连接的连接杆，以及设置在所述连接杆底部的滚轮。

5.根据权利要求4所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：在所述连接杆的底端还设有检测机构，所述检测机构包括固定设在所述连接杆上的支撑板和设置在所述支撑板下方的按压机构和感应机构，所述感应机构包括通过导向杆与所述支撑板固定连接的接近开关；所述按压机构包括固定安装在所述支撑板底部的连杆和设置在所述连杆底端的弹片，所述弹片与接近开关可接触式连接。

6.根据权利要求5所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：在所述弹片上与所述接近开关相对应位置处设有对接槽，在所述对接槽内设有海绵层，所述对接槽用来卡装接近开关。

7.根据权利要求6所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述弹片的自由端向上卷起形成钩角。

8.根据权利要求5所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述导向杆包括弹簧和分别与所述弹簧的两端固定连接的第一导向杆、第二导向杆。

9.根据权利要求5所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述检测机构底部所在平面高于所述滚轮底部所在平面。

10.根据权利要求4所述的防侧翻机器人底盘，其特征在于：所述行走机构为履带***；在所述安装支架的内部安装有控制器，所述控制器分别与丝杆电机和伺服电机电连接。

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