CN219505806U - 底盘悬挂机构、底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种底盘悬挂机构、底盘及机器人。底盘悬挂机构包括摆臂组件、铰接座、调节部件和减震组件，摆臂组件包括第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂与第二摆臂之间通过铰接座和旋转销轴枢轴连接；调节部件设置于旋转销轴上，用于调节旋转销轴和铰接座之间的摩擦力，且调节部件与铰接座的外侧壁抵接，铰接座的两个相对的外侧壁分别与缓冲组件及旋转销轴抵接；减震组件一端与第一摆臂连接，另一端与第二摆臂连接。调节部件能够满足减震底盘的使用需求，提升底盘在颠簸路面和起停过程中的平稳性。

Description

底盘悬挂机构、底盘及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种底盘悬挂机构、底盘及机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。在陆地上应用的移动机器人其行走方式主要有轮式、履带式、足式等。

而轮式机器人的优点是高速移动性及高操作效率。对于轮式机器人而言，底盘是整个***的重要承载部件，用于安装电池、控制主板、传动***等部件；所以需要保证底盘部分能够缓冲吸振，具有较强的地面适应性。但是现有的底盘悬挂机构多是后轮与驱动轮之间采用多连杆机构(如四连杆机构)实现联动，但是多连杆机构会导致后脚轮连杆较短，在机器人转向的过程中后轮上压力分配产生较大变化，使机器人产生晃动；而现有技术中连杆之间通过转轴连接，并通过螺母或者卡销将销轴锁定，连杆之间的阻尼无法调节，联动性能较差，无法满足减震底盘的使用需求。

因此，亟需一种底盘悬挂机构、底盘及机器人，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种底盘悬挂机构、底盘及机器人，能够根据实际需要调节旋转阻力，提升了底盘在颠簸路面和起停过程中的平稳性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

底盘悬挂机构，包括：

摆臂组件，包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂与所述第二摆臂之间通过铰接座和旋转销轴枢轴连接，所述第一摆臂安装连接有第一转动轮，所述第二摆臂安装连接有第二转动轮；

调节部件，用于调节所述第一摆臂和所述第二摆臂在运动过程中的旋转阻力；

减震组件，所述减震组件一端与所述第一摆臂连接，另一端与所述第二摆臂连接。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述调节部件设置于所述旋转销轴上，所述铰接座的两个相对的外侧壁分别与所述调节部件及所述旋转销轴的限位部抵接，所述铰接座的两个相对的内侧壁分别于所述第一摆臂和所述第二摆臂抵接；

所述调节部件包括碟簧，所述碟簧套设于所述旋转销轴上，所述旋转销轴上还设置有锁紧螺母和垫片，所述垫片分别与所述锁紧螺母和所述调节部件抵接。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述调节部件包括多个碟簧片和多个橡胶垫，沿所述旋转销轴的轴向，多个所述碟簧片与多个所述橡胶垫交替设置，所述旋转销轴上还设置有锁紧螺母和垫片，所述垫片分别与所述锁紧螺母和所述调节部件抵接。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述调节部件包括卷簧，所述卷簧套设于所述旋转销轴上，所述旋转销轴上还设置有锁紧螺母和垫片，所述垫片分别与所述锁紧螺母和所述调节部件抵接。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述垫片为工程塑料垫片。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述第一摆臂和所述第二摆臂伸入所述铰接座的内腔，且所述第一摆臂和所述第二摆臂均通过所述旋转销轴与所述铰接座连接，所述第一摆臂与所述第二摆臂中的一个与所述旋转销轴固定连接。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，所述第二摆臂与所述铰接座通过锁紧螺钉与所述旋转销轴固定连接。

本实用新型还提供了一种底盘，包括底盘本体，还包括上述任一方案所述的底盘悬挂机构，所述底盘悬挂机构对称设置于所述底盘本体的两侧。

作为上述底盘悬挂机构的一种优选技术方案，还包括独立的支撑轮，所述支撑轮通过连接架与所述底盘本体固定连接。

本实用新型还提供了一种机器人，包括机器人舱室以及上述任一方案所述的底盘，所述机器人舱室位于所述底盘的顶部。

本实用新型有益效果：

调节部件能够与旋转销轴配合将铰接座整体夹紧，铰接座的内侧壁与摆臂组件紧贴，这样在第一摆臂和第二摆臂旋转时会与铰接座之间存在摩擦，摩擦则会产生摩擦力，在摩擦力的作用下，旋转销轴具备了旋转阻力，由于旋转销轴与第一摆臂和第二摆臂中的一个固定连接，与旋转销轴连接的第一摆臂或第二摆臂也具备了旋转阻力，这样调节部件可根据实际需要自行调节与旋转销轴连接第一摆臂和第二摆臂的旋转阻力，第一摆臂和第二摆臂可根据实际需要摆动，进而能够满足减震底盘的使用需求，提升底盘在颠簸路面和起停过程中的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的底盘悬挂机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二摆臂、铰接座与调节部件的位置关系仰视图；

图3为本实用新型实施例提供的第二摆臂、铰接座与调节部件的位置关系正视图；

图4为本实用新型提供的底盘的结构示意图；

图5为本实用新型提供的底盘的正视图。

图中：

1、第一摆臂；2、第二摆臂；3、旋转销轴；4、第一转动轮；5、第二转动轮；6、铰接座；7、碟簧；8、垫片；9、锁紧螺母；10、锁紧螺钉；11、支撑轮；12、连接座；13、减振组件；131、第一减震件；132、第二减震件；14、底盘本体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有的底盘悬挂机构多是后轮与驱动轮之间采用四连杆机构实现联动，但是四连杆机构会导致后脚轮连杆较短，在机器人转向的过程中后轮上压力分配产生较大变化，使机器人产生晃动；而现有技术中连杆之间通过转轴连接，并通过螺母或者卡销将销轴锁定，连杆之间的阻尼无法调节，联动性能较差，无法满足减震底盘的使用需求。

为此，本实用新型的实施例中提供了一种底盘悬挂机构，能够提供合适大小的阻尼，提升底盘在颠簸路面和起停过程中的平稳性。

如图1和图2所示，该底盘悬挂机构包括摆臂组件、铰接座6、调节部件和减震组件13，其中摆臂组件包括第一摆臂1和第二摆臂2，第一摆臂1与第二摆臂2之间通过铰接座6和旋转销轴3枢轴连接，第一摆臂1安装连接有第一转动轮4，第二摆臂2安装连接有第二转动轮5；调节部件设置于旋转销轴3上，调节部件用于产生第一摆臂1和第二摆臂2在运动过程中的旋转阻力。铰接座6的两个相对的外侧壁分别与缓冲组件及旋转销轴3的限位部抵接，铰接座6的两个相对的内侧壁均与摆臂抵接；减震组件13横跨于摆臂的两端，减震组件两端分别与第一摆臂1和第二摆臂2连接。

举例地，本实施例所用的旋转销轴3包括销轴主体和限位部，限位部的直径大于销轴主体的直径。铰接座6的外侧壁与限位部相互抵接，销轴主体则穿过铰接座6。

第一摆臂1和第二摆臂2均伸入铰接座6的内腔，第一摆臂1与第二摆臂2中的一个与旋转销轴3固定连接。

调节部件能够与旋转销轴3配合将铰接座6整体夹紧，这样会使铰接座6的内侧壁与第一摆臂1和第二摆臂2紧贴，由于在第一摆臂1和第二摆臂2旋转时会与铰接座6之间存在摩擦，摩擦则会产生摩擦力，在摩擦力的作用下，旋转销轴3具备了旋转阻力，由于旋转销轴3与第一摆臂1和第二摆臂2中的一个固定连接，与旋转销轴3连接的第一摆臂1或第二摆臂2也具备了旋转阻力，这样调节部件可根据实际需要始终保持第一摆臂1和第二摆臂2的旋转阻力的存在，第一摆臂1和第二摆臂2可根据实际需要摆动，进而能够满足减震底盘的使用需求，提升底盘在颠簸路面和起停过程中的平稳性。

继续参考图1，减震组件13包括平行设置的第一减震件131以及第二减震件132，第一减震件131以及第二减震件132横跨于摆臂组件的两端，第一减震件131以及第二减震件132分别为相互平行设置的弹簧和阻尼器，弹簧和阻尼器分别与摆臂组件枢轴连接，其中摆臂组件上设置有连接座12以实现弹簧和阻尼器分别与摆臂组件枢轴连接或铰接的目的。可以理解的是，第一减震组件131和第二减震组件132并联设置。

第一摆臂1和第二摆臂2上均设置有连接座12，减震组件13通过连接座12与第一摆臂1和第二摆臂2连接。其中，第一减震件131和第二减震件132可以为弹簧或阻尼器中的一种或者两种的组合。需要说明的是，阻尼器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动及消耗动能的机构，故阻尼器能够将摆臂组件传递给铰接座6的振动减缓消耗。在本实施例中，减震组件13优选为弹簧加阻尼器的结合方式，既保证对不平整路面的缓冲能力，又可充分吸收路面持续给予底盘的振动能量，避免共振的发生。

也就是说，弹簧与阻尼器能够同时将摆臂组件传递的振动吸收。本实施例提供的减震组件既保证对不平整路面的缓冲能力，又可充分吸收路面持续给予底盘的振动能量，避免共振的发生。在受到震动后，减震组件13与摆臂组件枢轴连接，这样减震组件包括的弹簧或阻尼器能够吸收并缓慢释放震动，提高底盘悬挂机构整体的稳定，使底盘悬挂机构能够平稳行走。

进一步地，调节部件设置于旋转销轴3上，铰接座6的两个相对的外侧壁分别与调节部件及旋转销轴3的限位部抵接，铰接座6的两个相对的内侧壁分别于第一摆臂1和第二摆臂2抵接。具体地，第一摆臂1和第二摆臂2伸入到铰接座6的内腔，这样可降低铰接座6与摆臂组件所占面积，使得该底盘悬挂机构更为紧凑。第一摆臂1和第二摆臂2通过旋转销轴3和铰接座6连接，第一摆臂1和第二摆臂2能够相对于铰接座6产生转动，第一摆臂1与第二摆臂2中的一个与旋转销轴3固定连接，以保证第一摆臂1或第二摆臂2转动时受到旋转阻力。

进一步地，在本实施例中，继续参考图2，调节部件包括碟簧7，碟簧7套设于旋转销轴3上，旋转销轴3上还设置有锁紧螺母9和垫片8，垫片8分别与锁紧螺母9和调节部件抵接。

需要说明的是，碟簧7即为蝶形弹簧，碟形弹簧在较小的空间内承受极大的载荷。与其他类型的弹簧比较，碟形弹簧单位体积的变形能较大，具有良好的缓冲吸震能力，特别是采用叠合组合时，由于表面摩擦阻力作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著。当垫片8产生磨损时，碟簧7能够补偿垫圈磨损后挤压力的变化，使调节部件拥有较好的耐久性。

当然，在其他一些实施例中，调节部件包括多个碟簧片和多个橡胶垫，沿旋转销轴3的轴向，多个碟簧片与多个橡胶垫交替设置，旋转销轴3上还设置有锁紧螺母9和垫片8，垫片8分别与锁紧螺母9和调节部件抵接。多个碟簧片与多个橡胶垫交替设置，也能够根据实际需要通过调节锁紧螺母9实现调节第一摆臂1和第二摆臂2的旋转阻力的目的。

在其他一些实施例中，调节部件还可以包括卷簧，卷簧套设于旋转销轴3上，旋转销轴3上还设置有锁紧螺母9和垫片8，垫片8分别与锁紧螺母9和调节部件抵接。卷簧能够限制旋转销轴3的转动，进而能够根据实际需要调节第一摆臂1和第二摆臂2的旋转阻力的目的。

示例性的，垫片8为工程塑料垫片。垫片8用于旋转销轴3旋转时和铰接座6之间发生相对旋转而产生摩擦力，工程塑料的优点在于和金属摩擦时不易磨损且磨损后摩擦系数稳定；碟簧7还可用于补偿垫圈磨损后的挤压力，使调节部件拥有较好的耐久性。

举例地，如图2和图3所示，第二摆臂2通过锁紧螺钉10与旋转销轴3固定连接。具体地，锁紧螺钉10穿过铰接座6与第二摆臂2抵接。旋转销轴3与锁紧螺钉10抵接的位置设置有凹槽，锁紧螺钉10依次穿过第二摆臂2和铰接座6后与凹槽的槽底抵接，槽底为水平槽底。锁紧螺钉10与凹槽的设置能够使第二摆臂2与旋转销轴3二者实现固定连接，在第二摆臂2动作时旋转销轴3不会与第二摆臂2相对转动，进而实现第二摆臂2将振动传递给旋转销轴3，旋转销轴3振动再被吸收的目的。

本实用新型中还提供了一种底盘，如图4和图5所示，包括底盘本体14，还包括本实用新型的实施例中提供的底盘悬挂机构，底盘悬挂机构对称设置于底盘本体14的两侧。

具体的，在本实施例中，底盘本体14设置有第一轮孔和第二轮孔，其中第一转动轮4部分设置在第一轮孔内，第一转动轮4的转动轴位于底盘本体14的上方，第一转动轮4通过转动轴与底盘悬挂机构中的第一摆臂1连接，第二转动轮5位于底盘本体14的下方，连接座12部分置于第二轮孔内，连接座12穿过第二轮孔置于底盘本体14下方的部分与第二转动轮5连接，铰接座6与底盘本体14的底面固定连接，进而实现底盘悬挂机构与底盘本体14固定连接的目的。

该底盘还包括驱动机构，驱动机构可包括电机，电机的输出轴与第一转动轮4连接，进而带动第一转动轮4转动，实现底盘行走的目的。另外，驱动机构也可以与转动轮组合为一体结构，形成轮毂电机。

底盘在运行过程中，驱动机构带动第一转动轮4转动行走，继而第二转动轮5随第一转动轮4同时行走。底盘受到路面颠簸后，第一摆臂1或第二摆臂2会转动，在调节部件的作用下，与旋转销轴3固定连接的第二摆臂2或第一摆臂1受到旋转阻力，进而保证底盘整体的平稳性。当第一摆臂1或者第二摆臂2受到的旋转阻力不能保证底盘整体的平稳性时，调节部件会作用调节第一摆臂1或者第二摆臂2受到的阻力，保证底盘整体的平稳性。

由于包括上述的底盘悬挂机构，故本实用新型实施例的底盘有上述实施例的所有优点和有益效果，此处不再赘述。

该底盘还包括独立的支撑轮11，支撑轮11通过连接架与底盘本体14固定连接。支撑轮11能够始终保持着地，保证底盘不会与地面脱离，保证底盘的整体平稳性。

本实用新型中还提供了一种机器人，包括机器人舱室以及本实用新型的实施例提供的底盘。

可选地，当该机器人为服务机器人时，机器人还包括提供用户操作的功能控制器、地图生成和路径规划的底层控制器、以及控制移动单元和环境检测单元的元件控制器；元件控制器控制第一转动轮4的行进速度。

可选地，底盘底部设有至少两个转向灯，且两个转向灯的转向不同。元件控制器控制第一转动轮4的行进速度，同时元件控制器也控制转向灯内的转向灯在机器人转向的时候按照预设方式点亮。元件控制器根据底盘转向以确定点亮哪个转向灯。

为了能够使在机器人前方的行人能够避让该机器人，避免机器人与行人相撞，可选的，机器人还包括语音模块，语音模块与元件控制器电连接；元件控制器在机器人转向时，控制语音模块发出语音提示信息。防止机器人转动过程中撞到行人。

机器人还包括激光雷达***，激光雷达***可以设置于机器人舱室的开缝处，从而容易发出激光信号以对周围物体进行探测。

由于包括上述的底盘，故本实用新型实施例的机器人有上述实施例的所有优点和有益效果，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请中的机器人行走时，需要提前规划路径，为此，机器人配置采集传感器和建模处理器，建模处理器通过采集传感器采集的环境数据进行建模以构建环境地图。在本实施方式中，采集传感器包括激光雷达、超声波传感器和红外传感器，通过激光雷达、超声波传感器和红外传感器对机器人所处的工作区域数据进行采集，建模处理器利用这些传感器采集的数据进行创建地图，在创建地图的过程中通过不同的传感器生成不同的地图图层，例如，静态图层、动态障碍物图层、超声波图层图、视觉图层等，通过将这些图层进行融合以得到供对机器人进行定位导航的定位地图。

机器人按照规划的路径行走，在行走过程中遇到颠簸路面后在调节组件的作用下，能够改变第一摆臂或者第二摆臂受到的旋转阻尼，提高了第一摆臂和第二摆臂的联动性，满足减震底盘的使用需求。机器人遇到障碍物可通过激光雷达***获知，然后再通过元件控制器对障碍物避让，机器人在转弯时可通过语音模块提醒，防止转弯时存在盲区而撞到行人。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.底盘悬挂机构，其特征在于，包括：

摆臂组件，包括第一摆臂(1)和第二摆臂(2)，所述第一摆臂(1)与所述第二摆臂(2)之间通过铰接座(6)和旋转销轴(3)枢轴连接，所述第一摆臂(1)安装连接有第一转动轮(4)，所述第二摆臂(2)安装连接有第二转动轮(5)；

调节部件，用于调节所述第一摆臂(1)和所述第二摆臂(2)在运动过程中的旋转阻力；

减震组件(13)，所述减震组件(13)一端与所述第一摆臂(1)连接，另一端与所述第二摆臂(2)连接。

2.根据权利要求1所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述调节部件设置于所述旋转销轴(3)上，所述铰接座(6)的两个相对的外侧壁分别与所述调节部件及所述旋转销轴(3)的限位部抵接，所述铰接座(6)的两个相对的内侧壁分别于所述第一摆臂和所述第二摆臂抵接；

所述调节部件包括碟簧(7)，所述碟簧(7)套设于所述旋转销轴(3)上，所述旋转销轴(3)上还设置有锁紧螺母(9)和垫片(8)，所述垫片(8)分别与所述锁紧螺母(9)和所述调节部件抵接。

3.根据权利要求1所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述调节部件包括多个碟簧片和多个橡胶垫，沿所述旋转销轴(3)的轴向，多个所述碟簧片与多个所述橡胶垫交替设置，所述旋转销轴(3)上还设置有锁紧螺母(9)和垫片(8)，所述垫片(8)分别与所述锁紧螺母(9)和所述调节部件抵接。

4.根据权利要求2所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述调节部件包括卷簧，所述卷簧套设于所述旋转销轴(3)上，所述旋转销轴(3)上还设置有锁紧螺母(9)和垫片(8)，所述垫片(8)分别与所述锁紧螺母(9)和所述调节部件抵接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述垫片(8)为工程塑料垫片。

6.根据权利要求1所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述第一摆臂(1)和所述第二摆臂(2)伸入所述铰接座(6)的内腔，且所述第一摆臂(1)和所述第二摆臂(2)均通过所述旋转销轴(3)与所述铰接座(6)连接，所述第一摆臂(1)与所述第二摆臂(2)中的一个与所述旋转销轴(3)固定连接。

7.根据权利要求1所述的底盘悬挂机构，其特征在于，所述第二摆臂(2)与所述铰接座(6)通过锁紧螺钉(10)与所述旋转销轴(3)固定连接。

8.底盘，包括底盘本体(14)，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的底盘悬挂机构，所述底盘悬挂机构对称设置于所述底盘本体(14)的两侧。

9.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，还包括独立的支撑轮(11)，所述支撑轮(11)通过连接架与所述底盘本体(14)固定连接。

10.机器人，其特征在于，包括机器人舱室以及如权利要求8或9所述的底盘，所述机器人舱室位于所述底盘的顶部。