一种双电机六轮驱动底盘、机器人及移动载具的制作方法

本申请涉及移动机器人底盘，具体涉及一种双电机六轮驱动底盘、机器人及移动载具。

背景技术：

1、类rocker-bogie底盘是一种广泛应用于探测机器人、越野运输平台等移动设备或移动载具中的悬挂式底盘结构，其核心特征在于通过可摆动的摆臂机构实现多轮对不平整地形的自适应贴合，从而提升越障能力与行驶稳定性。在该类底盘中，六轮驱动方案能够提供更强的牵引力，适应复杂地形条件。

2、目前，类rocker-bogie六轮驱动底盘方案多采用六电机六驱或四电机六驱的形式。六电机六驱方案中，每个车轮配备独立的驱动电机，动力由各电机直接输出至对应车轮；四电机六驱方案通常采用“主动轮驱动+随动轮传动”的模式，依赖传动部件将主动轮的动力传递至随动轮，实现六轮同步运转。

3、现有技术中，六电机六驱和四电机六驱的方案存在线路繁杂、整机重量较大、装配复杂、后期维护成本高等问题。而采用两电机六驱的方案，虽然减少了驱动电机数量，但现有的两电机六驱底盘方案中，摆臂系统与车轴传动系统存在严重的运动学耦合与过约束冲突，具体表现为：由于主动轮通常固定在车架上，当摆臂摆动以适应地形变化时，其偏转位移会通过单根传动介质（如单根传动带或链条）反向拖拽驱动轴（如电机输出轴），进而使得摆臂两端的车轮之间产生非良性的运动干涉和相互别劲现象（即在自由度层面形成了过约束冲突）。这不仅严重限制了摆臂的自由摆动自适应能力，更会导致传动系统由于受力别劲而发生结构卡滞，极大地损害了底盘运行的灵活性、可靠性及机械寿命。

4、因此，需要一种结构精简、传动与摆动解耦、运行灵活可靠的两电机六驱类rocker-bogie底盘方案，以及采用该底盘的机器人和移动载具。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：首要解决的运动学解耦问题：现有两电机六驱底盘中，由于摆臂上两个车轮共用单根传动介质而导致的摆臂摆动自由度与车轮传动自由度之间的运动学耦合与过约束冲突。该过约束会导致当摆臂摆动时反拖电机驱动轴，造成摆臂两端的两个前轮互相牵制、严重别劲并引起系统卡滞；进一步解决的传动介质张力稳定问题：在实现上述运动学解耦的基础上，如何进一步消除摆臂在恶劣越障的大幅摆动过程中，传动介质（如传动带或链条）因两端中心距微小变化而产生的残余张力波动、打滑或跳齿问题，从而保障传动可靠性。

2、本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种双电机六轮驱动底盘，包括：

4、车架；

5、驱动装置，设置于所述车架；

6、后传动机构，与所述驱动装置传动连接；

7、后行走轮，设置于所述车架的后部，所述后行走轮与所述后传动机构传动连接；

8、摆动支架，可摆动地连接于所述车架的前部；

9、第一前传动机构和第二前传动机构，均与所述驱动装置传动连接；

10、第一前行走轮和第二前行走轮，分别设置于所述摆动支架的两端，所述第一前行走轮与所述第一前传动机构传动连接，所述第二前行走轮与所述第二前传动机构传动连接。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述摆动支架通过摆臂转轴与所述车架转动连接，所述摆臂转轴的轴线与所述第一前传动机构的主动端的旋转轴线、以及所述第二前传动机构的主动端的旋转轴线均共线。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述第一前传动机构和所述第二前传动机构均为带传动机构，所述第一前传动机构包括第一主动轮、第一从动轮和第一传动带，所述第一主动轮与所述驱动装置传动连接，所述第一从动轮与所述第一前行走轮同轴设置，所述第一传动带绕设于所述第一主动轮和所述第一从动轮；所述第二前传动机构包括第二主动轮、第二从动轮和第二传动带，所述第二主动轮与所述驱动装置传动连接，所述第二从动轮与所述第二前行走轮同轴设置，所述第二传动带绕设于所述第二主动轮和所述第二从动轮。

13、作为本发明的一种优选技术方案，还包括摆臂轴承，所述摆臂轴承设置于所述摆臂转轴与所述车架之间。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述后传动机构为带传动机构，包括后主动轮、后从动轮和后传动带，所述后主动轮与所述驱动装置传动连接，所述后从动轮与所述后行走轮同轴设置，所述后传动带绕设于所述后主动轮和所述后从动轮。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动装置为电机。

16、作为本发明的一种优选技术方案，还包括后轮轴和后轮轴承，所述后行走轮通过所述后轮轴设置于所述车架，所述后轮轴承设置于所述后轮轴与所述车架之间。

17、作为本发明的一种优选技术方案，还包括第一前轮轴、第一前轮轴承、第二前轮轴和第二前轮轴承，所述第一前行走轮通过所述第一前轮轴设置于所述摆动支架，所述第一前轮轴承设置于所述第一前轮轴与所述摆动支架之间；所述第二前行走轮通过所述第二前轮轴设置于所述摆动支架，所述第二前轮轴承设置于所述第二前轮轴与所述摆动支架之间。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动装置、后传动机构、后行走轮、摆动支架、第一前传动机构、第二前传动机构、第一前行走轮和第二前行走轮的数量均为两个，两两对应构成一套单侧驱动单元，两套所述单侧驱动单元对称设置于所述车架的两侧；

19、在每套单侧驱动单元中，所述后传动机构、第一前传动机构和第二前传动机构均与同侧的所述驱动装置传动连接。

20、本发明还提供了一种机器人，包括底盘，即前述的双电机六轮驱动底盘。

21、本发明还提供了一种移动载具，包括底盘，即前述的双电机六轮驱动底盘。

22、本发明的有益效果是：

23、1，通过在摆动支架上为第一前行走轮和第二前行走轮分别配置独立的第一前传动机构和第二前传动机构（即并联的双路独立传动结构），彻底改变了传统单回路传动的束缚。这样，当摆动支架摆动时，摆动的自由度不会在两前轮之间传递并形成干涉，在自由度层面上完全释放了传动系统的过约束，消除了两轮相互别劲、牵制的运动学干涉现象。该基本解耦方案不限于带传动，同样能自然推广至链传动、齿轮传动等，使两电机六驱方案真正具备实用价值；

24、2，在上述并联双路独立传动的基础上，进一步使摆臂转轴的轴线与第一主动轮、第二主动轮的轴线均同轴共线。由于主动轮中心与摆臂偏转轴心完全重合，当摆动支架绕该轴心偏转时，第一从动轮和第二从动轮虽绕轴偏转，但两条独立传动路径的主、从动轮实际中心距始终保持恒定。这从源头上杜绝了摆动时的残余张力波动，避免了传动带（或链条）在大负荷摆动时的跳齿、打滑或过载张紧，确保了极端工况下传动系统运行平稳；

25、3，相比于六电机六驱和四电机六驱方案，本发明仅需两个驱动装置，结构精简、重量轻、线缆少、装配和后期维护简便，同时兼顾了六轮驱动的牵引力和地形适应能力。

1.一种双电机六轮驱动底盘，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，所述摆动支架(8)通过摆臂转轴(10)与所述车架(9)转动连接，所述摆臂转轴(10)的轴线与所述第一前传动机构(4)的主动端的旋转轴线、以及所述第二前传动机构(6)的主动端的旋转轴线均共线。

3.根据权利要求2所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，所述第一前传动机构(4)和所述第二前传动机构(6)均为带传动机构，所述第一前传动机构(4)包括第一主动轮(41)、第一从动轮(42)和第一传动带(43)，所述第一主动轮(41)与所述驱动装置(1)传动连接，所述第一从动轮(42)与所述第一前行走轮(5)同轴设置，所述第一传动带(43)绕设于所述第一主动轮(41)和所述第一从动轮(42)；所述第二前传动机构(6)包括第二主动轮(61)、第二从动轮(62)和第二传动带(63)，所述第二主动轮(61)与所述驱动装置(1)传动连接，所述第二从动轮(62)与所述第二前行走轮(7)同轴设置，所述第二传动带(63)绕设于所述第二主动轮(61)和所述第二从动轮(62)。

4.根据权利要求2所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，还包括摆臂轴承(14)，所述摆臂轴承(14)设置于所述摆臂转轴(10)与所述车架(9)之间。

5.根据权利要求1所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，所述后传动机构(2)为带传动机构，包括后主动轮(21)、后从动轮(22)和后传动带(23)，所述后主动轮(21)与所述驱动装置(1)传动连接，所述后从动轮(22)与所述后行走轮(3)同轴设置，所述后传动带(23)绕设于所述后主动轮(21)和所述后从动轮(22)。

6.根据权利要求1所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，还包括后轮轴(11)和后轮轴承(15)，所述后行走轮(3)通过所述后轮轴(11)设置于所述车架(9)，所述后轮轴承(15)设置于所述后轮轴(11)与所述车架(9)之间。

7.根据权利要求1所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，还包括第一前轮轴(12)、第一前轮轴承(16)、第二前轮轴(13)和第二前轮轴承(17)，所述第一前行走轮(5)通过所述第一前轮轴(12)设置于所述摆动支架(8)，所述第一前轮轴承(16)设置于所述第一前轮轴(12)与所述摆动支架(8)之间；所述第二前行走轮(7)通过所述第二前轮轴(13)设置于所述摆动支架(8)，所述第二前轮轴承(17)设置于所述第二前轮轴(13)与所述摆动支架(8)之间。

8.根据权利要求1至7任一项所述的双电机六轮驱动底盘，其特征在于，所述驱动装置(1)、后传动机构(2)、后行走轮(3)、摆动支架(8)、第一前传动机构(4)、第二前传动机构(6)、第一前行走轮(5)和第二前行走轮(7)的数量均为两个，两两对应构成一套单侧驱动单元，两套所述单侧驱动单元对称设置于所述车架(9)的两侧；

9.一种机器人，包括底盘，其特征在于，所述底盘为权利要求1至8任一项所述的双电机六轮驱动底盘。

10.一种移动载具，包括底盘，其特征在于，所述底盘为权利要求1至8任一项所述的双电机六轮驱动底盘。