一种底盘行走机构及轮式机器人制造技术

本申请公开了一种底盘行走机构及轮式机器人，涉及机器人技术领域。不仅转弯半径较小、传动精度较高，而且需要的电机数量较少、成本较低。底盘行走机构包括底盘机架，设置在其底部的第一万向轮系、第二万向轮系、第一辅助轮系、第二辅助轮系、行进驱动电机和转向驱动电机；第一万向轮系和第二万向轮系均位于底盘机架的左右方向的中心线上；第一辅助轮系和第二辅助轮系均位于底盘机架的前后方向的中心线上；行进驱动电机通过第一传动装置同时传动连接第一万向轮系和第二万向轮系；转向驱动电机通过第二传动装置同时传动连接第一万向轮系和第二万向轮系。本申请同时公开了一种包括上述底盘行走机构的轮式机器人。本申请用于提升底盘行走机构的性能。底盘行走机构的性能。底盘行走机构的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种底盘行走机构及轮式机器人


[0001]本申请涉及机器人
，尤其涉及一种底盘行走机构及轮式机器人。

技术介绍

[0002]相较于履带式移动机器人，全向轮式移动机器人因速度快、效率高和噪声小等优点越来越广泛的被应用。目前，全向轮式移动机器人的底盘行走机构通常采用矩形四角安装轮对的结构，该结构可以使底盘行走机构沿各个方向移动，但是，由于转动过程中轴距以及轮距构成的转向无法将旋转中心转移到车体矩形中心，从而限制了转弯半径的最小化，因此，在只有两个驱动装置的条件下，不管是两驱还是四驱均存在转弯半径均较大、转弯效率较低的问题，极大地限制了全向轮式移动机器人在狭小工作空间的应用。
[0003]为了解决上述技术问题，中国专利《轮式机器人全向移动底盘》(公开号：CN209037378U)，公开了一种轮式机器人全向移动底盘。包括后箱体、前箱体、导向驱动轮及铰接关节，其中后箱体和前箱体通过铰接关节连接，后箱体和前箱体的底部均设有两个导向驱动轮，导向驱动轮包括导向驱动机构、连接法兰、直线悬挂装置及轮毂电机，其中导向驱动机构通过连接法兰与直线悬挂装置连接，直线悬挂装置与轮毂电机连接。该专利保证了移动机器人在狭小空间的良好工作，稳定性好，但是每个导向驱动轮都需要布置上驱动电机，实现成本较高。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供一种底盘行走机构及轮式机器人，不仅转弯半径较小、传动精度较高，而且需要的电机数量较少、成本较低。
[0005]为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种底盘行走机构，包括底盘机架；其特殊之处在于，所述底盘机架的底部设有：第一万向轮系和第二万向轮系，所述第一万向轮系和所述第二万向轮系均位于所述底盘机架的左右方向的中心线上，且分别靠近所述底盘机架的前、后边缘设置；第一辅助轮系和第二辅助轮系，所述第一辅助轮系和第二辅助轮系均位于所述底盘机架的前后方向的中心线上，且分别靠近所述底盘机架的左、右边缘设置；行进驱动电机，所述行进驱动电机通过第一传动装置同时传动连接所述第一万向轮系和所述第二万向轮系；所述行进驱动电机能够驱动所述第一万向轮系和所述第二万向轮系直行；转向驱动电机，所述转向驱动电机通过第二传动装置同时传动连接所述第一万向轮系和所述第二万向轮系；所述转向驱动电机能够驱动所述第一万向轮系和所述第二万向轮系向相反方向转动。
[0006]进一步地，所述第一万向轮系包括：第一车轮，所述第一车轮的车轴的一端连接所述第一传动装置的第一输出端；第一轮架，所述第一轮架包括第一车轮支架，所述第一车轮的车轴的两端分别架设在所述第一车轮支架的两端，且所述第一车轮的车轴可相对所述第一车轮支架转动；第一转向轴，所述第一转向轴的设置方向与所述第一车轮的车轴的设置方向相垂直，所述第一转向轴的第一端与所述第一轮架固连，所述第一转向轴的第二端连
接所述第二传动装置的第一输出端；所述第二万向轮系包括：第二车轮，所述第二车轮的车轴的一端连接所述第一传动装置的第二输出端；第二轮架，所述第二轮架包括第二车轮支架，所述第二车轮的车轴的两端分别架设在所述第二车轮支架的两端，且所述第二车轮的车轴可相对所述第二车轮支架转动；第二转向轴，所述第二转向轴的设置方向与所述第二车轮的车轴的设置方向相垂直，所述第二转向轴的第一端与所述第二轮架固连，所述第二转向轴的第二端连接所述第二传动装置的第二输出端。
[0007]进一步地，所述第一传动装置包括第一齿轮机构、反向同步机构、第一带传动机构、第二带传动机构、第三带传动机构、第四带传动机构、第一锥齿轮机构和第二锥齿轮机构；所述行进驱动电机的输出端依次连接所述第一齿轮机构和所述反向同步机构，所述反向同步机构的第一输出端依次设置所述第一带传动机构、第三带传动机构和第一锥齿轮机构；所述反向同步机构的第二输出端依次设置所述第二带传动机构、第四带传动机构和第二锥齿轮机构；所述第一锥齿轮机构的输出端连接所述第一车轮的车轴的一端；所述第二锥齿轮机构的输出端连接所述第二车轮的车轴的一端。
[0008]进一步地，所述第一齿轮机构包括：第一齿轮，设置在所述行进驱动电机的输出轴上；第一传动轴，固连在所述底盘机架上；所述反向同步机构的输入端连接在所述第一传动轴上；第二齿轮，设置在所述第一传动轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；所述反向同步机构包括：第三齿轮，设置在所述第一传动轴上；第二传动轴和第三传动轴，相对所述第一传动轴的轴线相对设置；第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮设置在所述第二传动轴的第一端，所述第五齿轮设置在所述第三传动轴第一端，所述第四齿轮和所述第五齿轮均与所述第三齿轮相啮合；所述第二传动轴的第二端连接所述第一带传动机构的输入端；所述第三传动轴的第二端连接所述第二带传动机构的输入端。
[0009]进一步地，所述第一带传动机构包括：第一带轮，与所述第四齿轮同轴设置；第四传动轴，所述第四传动为空心轴，套设在所述第一转向轴上，且能够相对所述第一转向轴转动；第二带轮，设置在所述第四传动轴的第一端；第一同步带，张紧在所述第一带轮和所述第二带轮上；所述第四传动轴的第二端连接所述第三带传动机构的输入端；所述第二带传动机构的结构与所述第一带传动机构的结构相同。
[0010]进一步地，所述第三带传动机构包括：第三带轮，与所述第二带轮同轴设置；第六传动轴，与所述第四传动轴平行设置；第四带轮，设置在所述第六传动轴的第一端；第二同步带，张紧在所述第三带轮和所述第四带轮上；所述第六传动轴的第二端连接所述第一锥齿轮机构的输入端；所述第四带传动机构的结构与所述第三带传动机构的结构相同；所述第一锥齿轮机构包括：第一锥齿轮，设置在所述第六传动轴的第二端；第二锥齿轮，设置在所述第一车轮的车轴的一端；所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合；所述第二锥齿轮机构的结构与所述第一锥齿轮机构的结构相同。
[0011]进一步地，所述第二传动装置包括第二齿轮机构、第五带传动机构、第六带传动机构、第七带传动机构和第八带传动机构；所述转向驱动电机的输出端连接所述第二齿轮机构，所述第二齿轮机构的第一输出端依次连接所述第五带传动机构和所述第七带传动机构；所述第二齿轮机构的第一输出端依次连接所述第六带传动机构和所述第八带传动机构；所述第七带传动机构的输出端连接所述第一转向轴的第二端；所述第八带传动机构的输出端连接所述第二转向轴的第二端。
[0012]进一步地，所述第二齿轮机构包括：第六齿轮，设置在所述转向驱动电机的输出轴上；第七传动轴，连接在所述底盘机架上；第七齿轮，设置在所述第七传动轴的第一端，所述第七齿轮与所述第六齿轮相啮合；第八齿轮，与所述第七齿轮同轴设置；第八传动轴，连接在所述底盘机架上，且与所述第七传动轴平行设置；第九齿轮，设置在所述第八传动轴的第一端，所述第九齿轮与所述第八齿轮相啮合；所述第七传动轴的第二端连接所述第五带轮传动机构的输入端；所述第八传动轴的第二端连接所述第六带轮传动机构的输入端。
[0013]进一步地，所述第六传动轴为空心轴，所述第五带传动机构包括：第五带轮，与所述第八齿轮同轴设置；第九本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种底盘行走机构，包括底盘机架；其特征在于，所述底盘机架的底部设有：第一万向轮系和第二万向轮系，所述第一万向轮系和所述第二万向轮系均位于所述底盘机架的左右方向的中心线上，且分别靠近所述底盘机架的前、后边缘设置；第一辅助轮系和第二辅助轮系，所述第一辅助轮系和第二辅助轮系均位于所述底盘机架的前后方向的中心线上，且分别靠近所述底盘机架的左、右边缘设置；行进驱动电机，所述行进驱动电机通过第一传动装置同时传动连接所述第一万向轮系和所述第二万向轮系；所述行进驱动电机能够驱动所述第一万向轮系和所述第二万向轮系直行；转向驱动电机，所述转向驱动电机通过第二传动装置同时传动连接所述第一万向轮系和所述第二万向轮系；所述转向驱动电机能够驱动所述第一万向轮系和所述第二万向轮系向相反方向转动。2.根据权利要求1所述的底盘行走机构，其特征在于，所述第一万向轮系包括：第一车轮，所述第一车轮的车轴的一端连接所述第一传动装置的第一输出端；第一轮架，所述第一轮架包括第一车轮支架，所述第一车轮的车轴的两端分别架设在所述第一车轮支架的两端，且所述第一车轮的车轴可相对所述第一车轮支架转动；第一转向轴，所述第一转向轴的设置方向与所述第一车轮的车轴的设置方向相垂直，所述第一转向轴的第一端与所述第一轮架固连，所述第一转向轴的第二端连接所述第二传动装置的第一输出端；所述第二万向轮系包括：第二车轮，所述第二车轮的车轴的一端连接所述第一传动装置的第二输出端；第二轮架，所述第二轮架包括第二车轮支架，所述第二车轮的车轴的两端分别架设在所述第二车轮支架的两端，且所述第二车轮的车轴可相对所述第二车轮支架转动；第二转向轴，所述第二转向轴的设置方向与所述第二车轮的车轴的设置方向相垂直，所述第二转向轴的第一端与所述第二轮架固连，所述第二转向轴的第二端连接所述第二传动装置的第二输出端。3.根据权利要求2所述的底盘行走机构，其特征在于，所述第一传动装置包括第一齿轮机构、反向同步机构、第一带传动机构、第二带传动机构、第三带传动机构、第四带传动机构、第一锥齿轮机构和第二锥齿轮机构；所述行进驱动电机的输出端依次连接所述第一齿轮机构和所述反向同步机构，所述反向同步机构的第一输出端依次设置所述第一带传动机构、第三带传动机构和第一锥齿轮机构；所述反向同步机构的第二输出端依次设置所述第二带传动机构、第四带传动机构和第二锥齿轮机构；所述第一锥齿轮机构的输出端连接所述第一车轮的车轴的一端；所述第二锥齿轮机构的输出端连接所述第二车轮的车轴的一端。4.根据权利要求3所述的底盘行走机构，其特征在于，所述第一齿轮机构包括：第一齿轮，设置在所述行进驱动电机的输出轴上；第一传动轴，固连在所述底盘机架上；所述第一传动轴连接所述反向同步机构的输入端；
第二齿轮，设置在所述第一传动轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；所述反向同步机构包括：第三齿轮，设置在所述第一传动轴上；第二传动轴和第三传动轴，相对所述第一传动轴的轴线相对设置；第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮设置在所述第二传动轴的第一端，所述第五齿轮设置在所述第三传动轴第一端，所述第四齿轮和所述第五齿轮均与所述第三齿轮相啮合，且所述第四齿轮和所述第五齿轮的结构相同；所述第二传动轴的第二端连接所述第一带传动机构的输入端；所述第三传动轴的第二端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪武，刘锡田，田林，戴波，张勤俭，原雪纯，许钧翔，褚文杰，裴欣，韩晓，严晨，韩硕，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：