一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘制造技术

本发明专利技术公开了一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，包括多个全向全驱模块、底板和分别固连在底板两侧的两个U形板，全向全驱模块安装在U形板上，每个全向全驱模块包括RR旋转平台、独立悬架、轮子和用于驱动轮子沿轮轴旋转的第一动力单元，RR旋转平台由第二动力单元驱动且带动RR旋转平台下方零部件能够围绕Z轴转动，所述独立悬架的上部固接在RR旋转平台下端，独立悬架的下部与第一动力单元固连，独立悬架包括弹性元件，用于保持轮子始终着地且对机器人底盘减震。本发明专利技术的机器人底盘能够实现全向移动和独立减震，结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘
本专利技术属于机器人领域，具体涉及到一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘。
技术介绍
随着国家宏观战略的重视，我国移动机器人的研究已经进入空前热门的时期。各种各样的移动机器人底盘逐渐地映入人们视线，在有限空间运动且能够实现任意角度运动功能的移动机器人底盘是近年研究的一个重要方向。在现有技术中，全向和具有悬架的移动机器人底盘多种多样，已基本满足功能，但仍存在一些不足。例如专利申请号为CNN202242837U的技术专利公开的一种具有独立悬架的机器人电动行走装置。其悬架是由上横臂、下横臂、连杆以及双作用筒式减振器构成，减震效果好。但此机器人悬架结构较复杂且加工成本高，而且底盘不具有全向移动功能。例如专利申请号为CNIO6272415A的专利技术专利公开的全向移动转运机器人。其使用麦克纳姆轮实现全向移动，但其不太适合在室外使用，室外对麦克纳姆轮的磨损大且价格昂贵。
技术实现思路
鉴于已有技术和装置存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种能够实现全向移动和独立减震的机器人底盘，该底盘具有结构简单、由于独立悬架的存在能够始终保持轮子着地且减小地面不平造成的底盘振动、可以任意角度旋转移动等优点。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，包括多个全向全驱模块、底板和分别固连在底板两侧的两个U形板，全向全驱模块安装在U形板上，每个全向全驱模块包括RR旋转平台、独立悬架、轮子和用于驱动轮子围绕轮轴旋转的第一动力单元，RR旋转平台由第二动力单元驱动且能够围绕垂直方向的Z轴转动，所述独立悬架的上部固接在RR旋转平台下端，独立悬架的下部与第一动力单元固连，独立悬架包括弹性元件，用于保持轮子始终着地且对机器人底盘减震。进一步地，第一动力单元包括直行电机和与直行电机输出端相连的直行电机减速器，所述轮子与法兰固连，法兰具有一中心孔，所述直行电机减速器的输出轴位于所述中心孔内，所述中心孔上设有内键槽，所述内键槽与安装在直行电机减速器输出轴的键槽上的键过渡配合，法兰的外端由挡套抵着并通过穿过挡套的螺钉压紧挡套，螺钉与直行电机减速器的输出轴相连，螺钉的头部由挡套外侧的定位块进行定位，防止螺钉向轮子方向窜动脱落。进一步地，所述独立悬架还包括转向件、铜套和连接件，连接件与第一动力单元连接且上端面与铜套固连，弹性元件底端卡在铜套的沉槽内，弹性元件上端卡在转向件的沉槽内，转向件下方有轴，弹性元件套设于该轴上。进一步地，所述独立悬架还包括挡圈和带螺纹法兰轴，挡圈通过带螺纹法兰轴压紧在连接件底面上，带螺纹法兰轴与转向件中轴的内螺纹孔螺纹连接，通过调节带螺纹法兰轴在转向件上轴的内螺纹孔的配合长度实现弹性元件的预紧力调节。进一步地，每组独立悬架包括相对设置的两个弹性元件。进一步地，每组悬架还包括铜套、挡圈、带螺纹法兰轴各两个。进一步地，所述弹性元件为弹簧。进一步地，所述移动机器人底盘还包括加强筋，加强筋设于U形板上用于对整个底盘进行加固。进一步地，所述第二动力单元包括旋转电机。本专利技术与现有技术相比，其优点为：（1）本专利技术每个轮子使用一组独立悬架且有2个弹性元件使受力更均匀，保证轮子始终着地，同时减小地面不平对底盘的振动。（2）本专利技术悬架相互独立，保证各个轮子在一般不平地面运行过程中互不影响。（3）本专利技术使用RR旋转平台实现每个轮子可以实现任意角度旋转，机器人底盘能够任意方向行驶功能。（4）机器人底盘能够任意方向行驶可以减小机器人行驶对空间大小的要求。（5）本专利技术采用模块化设计，各个全向全驱模块且相互独立，拆卸方便。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本专利技术的一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘三维图。图2为本专利技术的一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘全向全驱模块三维图。图3为本专利技术的一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘全向全驱模块A-A剖视图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1-3所示，一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，包括多个全向全驱模块、底板14和分别固连在底板14两侧的两个U形板13，全向全驱模块安装在U形板13上，每个全向全驱模块包括RR旋转平台10、独立悬架、轮子1和用于驱动轮子1沿轮轴旋转的第一动力单元，RR旋转平台10由第二动力单元驱动且能够围绕Z轴转动，所述独立悬架的上部固接在RR旋转平台10下端，独立悬架的下部与第一动力单元固连，独立悬架包括弹性元件8，用于保持轮子1始终着地且对机器人底盘减震。弹性元件优选为弹簧。第一动力单元包括直行电机7和与直行电机7输出端相连的直行电机减速器6，所述轮子1与法兰5固连，法兰5具有一中心孔，所述直行电机减速器6的输出轴位于所述中心孔内，所述中心孔上设有内键槽，所述内键槽与安装在直行电机减速器6输出轴的键槽上的键4过渡配合，法兰5的外端由挡套2抵着并通过穿过挡套2的螺钉3压紧挡套2，螺钉3与直行电机减速器6的输出轴相连，螺钉3的头部由挡套2外侧的定位块17进行定位，防止螺钉3向轮子方向窜动脱落。机器人底盘任意方向行驶功能实现过程为：全驱模块中RR旋转平台10在旋转电机11的带动下将绕X轴的旋转转化为RR旋转平台的输出转盘绕Z轴的旋转，从而带动全向全驱模块绕Z轴旋转，实现机器人底盘3600转向功能。因此，只要通过控制4个旋转电机11使四个轮子1运动到合适的转向角度，然后再去驱动直行电机就能实现机器人底盘任意方向行驶功能。由于机器人底盘可以任意方向运动，因此可以减小机器人对行驶空间的要求。所述独立悬架还包括转向件9、铜套15和连接件16，连接件16与第一动力单元连接且上端面与铜套15固连，弹性元件8底端卡在铜套15的沉槽内，弹性元件8上端卡在转向件9的沉槽内，转向件9中设有轴，该轴伸出转向件9一端且弹性元件8套设于该轴上。当作用力施加在转向件9上时，转向件挤压弹性元件，转向件9中的轴能够在铜套15的内孔中上下移动不断挤压和回弹弹性元件8。由于弹性元件8的弹性力的作用可以吸收和存储动能，从而减小地面不平对机器人底盘的振动。所述独立悬架还包括挡圈18和带螺纹法兰轴19，挡圈18通过带螺纹法兰轴19压紧在连接件16底面上，带螺纹法兰轴19与转向件9中轴的内螺纹孔螺纹连接，通过调节带螺纹法兰轴19在转向件9中轴的内螺纹孔的配合长度实现弹性元件8的预紧力调节。对弹簧8赋予适当的预紧力则可实现轮子1胎面与地面实时接触从而保证在机器人底盘运动的过程中轮子始终着地。每组独立悬架包括相对设置的两个弹性元件8、两个铜套15、两个挡圈18、两个带螺纹法兰轴19以及1个转向件9、1个连接件16。所述移动机器人底盘还包括加强筋12，加强筋12设于U形板13上用于对整个底盘进行加固，增加机器人底盘的刚度。所述U形板13有2个且对称分布在机器人底盘的左右两侧。所述加强筋12有4个且对称分布在机器人底盘的左右两侧。底板14主要用于安装控制系统部件和电池管理系统部件等其他零部件。所述第二动力单元包括旋转电机11。当全向全驱电机或其他零件损坏或需要维护拆卸时，只需拆去与全向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，其特征在于，包括多个全向全驱模块、底板（14）和分别固连在底板（14）两侧的两个U形板（13），全向全驱模块安装在U形板（13）上，每个全向全驱模块包括RR旋转平台（10）、独立悬架、轮子（1）和用于驱动轮子（1）围绕轮轴旋转的第一动力单元，RR旋转平台（10）由第二动力单元驱动且能够围绕垂直方向的Z轴转动，所述独立悬架的上部固接在RR旋转平台（10）下端，独立悬架的下部与第一动力单元固连，独立悬架包括弹性元件（8），用于保持轮子（1）始终着地且对机器人底盘减震。

【技术特征摘要】
1.一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，其特征在于，包括多个全向全驱模块、底板（14）和分别固连在底板（14）两侧的两个U形板（13），全向全驱模块安装在U形板（13）上，每个全向全驱模块包括RR旋转平台（10）、独立悬架、轮子（1）和用于驱动轮子（1）围绕轮轴旋转的第一动力单元，RR旋转平台（10）由第二动力单元驱动且能够围绕垂直方向的Z轴转动，所述独立悬架的上部固接在RR旋转平台（10）下端，独立悬架的下部与第一动力单元固连，独立悬架包括弹性元件（8），用于保持轮子（1）始终着地且对机器人底盘减震。2.根据权利要求1所述的一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，其特征在于，第一动力单元包括直行电机（7）和与直行电机（7）输出端相连的直行电机减速器（6），所述轮子（1）与法兰（5）固连，法兰（5）具有一中心孔，所述直行电机减速器（6）的输出轴位于所述中心孔内，所述中心孔上设有内键槽，所述内键槽与安装在直行电机减速器（6）输出轴的键槽上的键（4）过渡配合，法兰（5）的外端由挡套（2）抵着并通过穿过挡套（2）的螺钉（3）压紧挡套（2），螺钉（3）与直行电机减速器（6）的输出轴相连，螺钉（3）的头部由挡套（2）外侧的定位块（17）进行定位，防止螺钉（3）向轮子方向窜动脱落。3.根据权利要求1所述的一种具有独立悬架的全向全驱移动机器人底盘，其特征在于，所述独立悬架还包括转向件（9）、铜套（15）和连接件（16...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶卫军，董龙飞，吴益飞，梁致凡，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32