【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于移动机器人的底盘，尤其是一种底盘上应用的六轮式驱动结构。
技术介绍
1、随着人们生活水平的不断提高，配送机器人、安防机器人、清洁机器人、导购机器人等逐渐活跃在人们的视野中。其中机器人底盘在机器人构造中有着重要的地位，一个好的底盘可以为机器人带来更好的运动性能，从而提升用户的使用体验。
2、目前，调研发现市面上常见的底盘驱动形式如下：
3、1、两个驱动轮加四个从动轮：其布置方式为驱动轮置于中间，单侧一个驱动轮与另外两个从动轮通过遥杆联动（直联），支撑弹簧置于遥杆和车身之间，车身和悬挂之间设有阻尼器。
4、2、两个驱动轮加两个从动轮：其布置方式分为前驱或者后驱；悬挂形式有独立悬挂、平衡悬挂（前后联动、左右联动）、半刚性悬挂（如从动轮刚性连接，驱动轮柔性连接）等。
5、3、全驱动轮：全驱形式常用于四轮底盘，悬挂形式有独立悬挂、平衡悬挂（前后联动、左右联动）、半刚性悬挂（如后轮刚性连接，前轮柔性连接）等。
6、4、舵轮：其布置方式从两舵轮、四舵轮、六舵轮不等，舵轮集成了驱动和转向一体，承载能力强，技术相对比较成熟，通常用于工业agv。
7、第1种底盘驱动形式，其优点是对驱动轮扭矩和地面抓地力需求低，有较好的灵活性，可以实现中心转向；其缺点有两个主要方面：一是支撑弹簧置于摇杆与车身之间，弹簧与摇杆机构运动有矛盾点——若弹簧过软，底盘运动时俯仰或者侧倾严重；若弹簧过硬，弹簧对摇杆机构运动起阻碍作用，假设弹簧劲度系数无限大（刚体），此时摇杆无法摆动，
8、第2种底盘驱动形式，其优点是结构比较常规，设计相对简单，转向相对比较灵活；其缺点是无法实现中心转向，室外复杂地形适应性较差。
9、第3种底盘驱动形式，其优点是动力充足，并且采用联动机构时越障能力较强；其缺点是转向困难，灵活性较差。
10、第4种底盘驱动形式，其优点是结构集成了驱动和转向能力，承载能力强；其缺点是占用空间大，结构复杂，簧下质量大，而且成本高，一般适用于工业agv，不适用于通用机器人底盘。
11、为了提供给用户更好的使用体验，对底盘有如下需求：
12、1、更好的灵活性——要求底盘运动顺畅，在狭小区域转向效率高，能中心转向，能适应各种复杂地形；
13、2、更好的稳定性——要求更好的车身姿态控制，减少侧倾、俯仰、垂荡、噪音等负面影响；
14、3、更好的越障能力——要求轮子有较大的行程，来适应较大的障碍物高度；对于非全驱车底盘还需加大驱动轮正压力，减小从动轮正压力等方式来适应室外可能出现的坑洼路面。
15、综上，目前常见的底盘都无法满足更高的设计需求，而底盘设计在重点在于其悬挂结构。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适合于室内外场景下使用的，能更好的兼顾灵活性、稳定性和越障能力的移动机器人底盘及其悬挂结构。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：机器人底盘的悬挂结构，悬挂结构与底盘底板连接，悬挂结构包括前悬挂组件和后悬挂组件，
3、所述前悬挂组件包括固定连接在底盘底板上的前悬挂安装座和摇臂安装座，前悬挂安装座上分别铰连有前悬挂臂的后端和驱动轮悬挂臂的前端，摇臂的中心铰接在摇臂安装座上，摇臂的两端分别通过弹簧组件与前悬挂臂的前端和驱动轮悬挂臂的后端前点连接，前悬挂臂的前端设有轮轴安装孔；
4、所述后悬挂组件包括固定连接在在底盘底板上的后悬挂安装座和另一个摇臂安装座，后悬挂安装座上铰连有后悬挂臂，所述的摇臂的中心铰接在所述的摇臂安装座上，该摇臂的两端分别通过弹簧组件与后悬挂臂的后端和驱动轮悬挂臂的后端后点连接，后悬挂臂的后端也设有轮轴安装孔；
5、所述驱动轮悬挂臂的后端前点与后端后点相对于底盘底板的前后方向中心面对称布置，在该前后方向中心面上布置安装于驱动轮悬挂臂上的驱动轴，前悬挂臂后端铰接中心线、摇臂铰接中心线和驱动轮悬挂臂的铰接中心线共面，后悬挂臂后端铰接中心线、另一摇臂铰接中心线也共面，所述的两个共面平面与所述的前后方向中心面平行等距。
6、所述的弹簧组件给予前悬挂臂、后悬挂臂或驱动轮悬挂臂相对于摇臂的摆动自由度，该自由度决定了其相对行程的可变范围，也与底盘的越障能力相关，并决定极限受力状态下从动轮是否可能悬空。因此，弹簧组件的等效劲度系数是一个比较关键的因素。本专利技术提供了一种可变劲度系数的弹簧组件，具体结构如下：所述弹簧组件包括弹簧上固定轴、外部弹簧、内部弹簧和弹簧下固定轴，弹簧上固定轴和弹簧下固定轴分别与一个约束件连接，弹簧上固定轴与弹簧下固定轴之间保留有一定间隔，内部弹簧安装在弹簧上固定轴和弹簧下固定轴之间，外部弹簧套接在弹簧上固定轴和弹簧下固定轴的周向外部并通过所述的两个约束件限位。具体到本专利技术中，其中与弹簧上固定轴连接的约束件为摇臂，与弹簧下固定轴连接的约束件为诸悬挂臂，如前悬挂臂、后悬挂臂或驱动轮悬挂臂。
7、所述弹簧上固定轴和弹簧下固定轴由彼此邻近的端部向另一端设有一段的外轮廓为直径递增的圆台。
8、进一步的是，依底盘的前、后方向，摇臂的两个弹簧组件连接点与摇臂转动中心之间称为摇臂前段或摇臂后段，前悬挂臂的中间与摇臂前段的中间之间连接有摇臂阻尼器，后悬挂臂的中间与另一摇臂后段的中间之间连接有另一个摇臂阻尼器。
9、进一步的是，后悬挂臂上固定设置有一阻尼铰接点，车身阻尼器的两端分别铰接于底盘底板和所述阻尼铰接点，车身阻尼器相对于底盘底板呈斜向后的布置,所述车身阻尼器与后悬挂臂上连接的摇臂阻尼器分别布置于后悬挂臂的转动中心的前、后两侧。
10、本专利技术的移动机器人底盘，包括底盘底板及与底盘底板连接的悬挂结构，所述悬挂结构采用上述的机器人底盘的悬挂结构，在驱动轮悬挂臂上安装有中心线位于前、后方向中心面上的驱动电机，在前悬挂臂和后悬挂臂的轮轴安装孔上均通过轮轴安装有从动轮，从动轮采用全向轮或者万向脚轮。
11、所述驱动电机采用轮毂电机并通过轮毂电机压板固连在驱动轮悬挂臂上。
12、所述驱动电机也可采用减速电机，减速电机直接与驱动轮连接，保证驱动轮的轮轴位于前、后方向中心面上。
13、本专利技术的有益效果是：该种底盘可以实现中心转向，提升了底盘的灵活性；联动机构增加了驱动轮正压力，降低了从动轮正压力，为车轮提供了更大的行程，以此提升了底盘的越障能力，并且越障时保证所有车轮都能接地；联动机构内部和外部均设有阻尼器，可以提升底盘避震能力，改善车身运动姿态，极大的提升了底盘的稳定性，可用于室内外机器人，尤其适合用于室外机器人应用。
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1.机器人底盘的悬挂结构，悬挂总成（4）与底盘底板（1）连接，悬挂总成（4）包括前悬挂组件和后悬挂组件，其特征是：
2.如权利要求1所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：所述弹簧组件（5）包括弹簧上固定轴（52）、外部弹簧（53）、内部弹簧（55）和弹簧下固定轴（56），弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）分别与一个约束件连接，弹簧上固定轴（52）与弹簧下固定轴（56）之间保留有一定间隔，内部弹簧（55）安装在弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）之间，外部弹簧（53）套接在弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）的周向外部并通过所述的两个约束件限位。
3.如权利要求2所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：所述弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）由彼此邻近的端部向另一端有一段的外轮廓为直径递增的圆台。
4.如权利要求1、2或3所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：依底盘的前、后方向，摇臂（9）的两个弹簧组件连接点与摇臂转动中心之间称为摇臂前段或摇臂后段，前悬挂臂的中间与摇臂前段的中间之间连接有摇臂阻尼器（15），后悬挂臂的中间
5.如权利要求1、2或3所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：后悬挂臂（14）上固定设置有一阻尼铰接点，车身阻尼器（12）的两端分别铰接于底盘底板（1）和所述阻尼铰接点，车身阻尼器（12）相对于底盘底板（1）呈斜向后的布置，所述车身阻尼器（12）与后悬挂臂上连接的摇臂阻尼器（15）分别布置于后悬挂臂的转动中心的前、后两侧。
6.移动机器人底盘，包括底盘底板及与底盘底板连接的左、右悬挂结构，其特征是：所述左、右的悬挂结构均采用权利要求1～5中任意一项所述的机器人底盘的悬挂结构，在驱动轮悬挂臂（11）上安装有中心线位于前、后方向中心面上的驱动电机（3），在前悬挂臂（6）和后悬挂臂（14）的轮轴安装孔（16）上均通过轮轴安装有从动轮，从动轮采用全向轮或者万向脚轮。
7.如权利要求6所述的移动机器人底盘，其特征是：所述驱动电机（3）采用轮毂电机并通过轮毂电机压板（10）固连在驱动轮悬挂臂（11）上。
8.如权利要求6所述的移动机器人底盘，其特征是：所述驱动电机（3）采用减速电机。
...【技术特征摘要】
1.机器人底盘的悬挂结构，悬挂总成（4）与底盘底板（1）连接，悬挂总成（4）包括前悬挂组件和后悬挂组件，其特征是：
2.如权利要求1所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：所述弹簧组件（5）包括弹簧上固定轴（52）、外部弹簧（53）、内部弹簧（55）和弹簧下固定轴（56），弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）分别与一个约束件连接，弹簧上固定轴（52）与弹簧下固定轴（56）之间保留有一定间隔，内部弹簧（55）安装在弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）之间，外部弹簧（53）套接在弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）的周向外部并通过所述的两个约束件限位。
3.如权利要求2所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：所述弹簧上固定轴（52）和弹簧下固定轴（56）由彼此邻近的端部向另一端有一段的外轮廓为直径递增的圆台。
4.如权利要求1、2或3所述的机器人底盘的悬挂结构，其特征是：依底盘的前、后方向，摇臂（9）的两个弹簧组件连接点与摇臂转动中心之间称为摇臂前段或摇臂后段，前悬挂臂的中间与摇臂前段的中间之间连接有摇臂阻尼器（15），后悬挂臂的中...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄山，刘韵，杨智敏，
申请(专利权)人：成都越凡创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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