底盘装置及建筑机器人的制作方法

1.本技术涉及建筑机器人技术领域，具体而言，涉及一种底盘装置及建筑机器人。


背景技术：

2.目前，随着工业技术的进步及机器人产业的日益成熟，建筑机器人已经逐步走出实验室进入工地进行施工作业，混凝土内墙面打磨机器人就是一款在建筑工地实际施工的建筑类机器人。以往混凝土内墙面打磨机器人底盘采用双舵轮双万向轮的结构实现机器人的转场移动，这种结构有三方面的缺点，一是在地面环境恶劣有较多障碍物时不能实现135
°
或45
°
等转角的越障；二是行走定位精度受地面凹凸状况影响较大；三是受机器人重心位置影响较大，在机器人爬坡过程中容易打滑或者走斜线，不能保障机器人的直线行走，适应斜坡行走的速度低。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种底盘装置及建筑机器人，用于解决现有的建筑机器人越障性能差、行走定位精度低以及爬坡容易打滑的问题。
4.本技术实施例提供了一种底盘装置，包括：
5.底盘机构，包括安装座，所述安装座的前端用于设置执行装置；
6.舵轮组件，包括四个舵轮，四个所述舵轮分别设置于所述安装座的四个角部；其中，所述四个舵轮包括至少两个刚性舵轮和至少一个浮动舵轮，两个所述刚性舵轮分别设置于所述安装座的后端的两个角部，至少一个所述浮动舵轮设置于所述安装座的前端的角部，所述浮动舵轮相对于所述安装座的底面垂直浮动。
7.上述的底盘装置，由于底盘机构的安装座设置了四个舵轮，因此当安装座及整个底盘装置需要转向越障时，比如朝45
°
角度或者135
°
越障行进时，这时舵轮都是在最前方，即动力轮都在最前方，可以有较大动力越过障碍，避免了万向轮在最前方导致动力不足而使得底盘装置难以越障的问题，因而也避免了障碍对底盘机构行走路线的影响，保证了建筑机器人行走定位的精度；而且，由于将双舵轮双万向轮改为四舵轮结构，减弱了机器人重心位置对底盘动力轮与地面摩擦力的影响，底盘装置四个动力轮均可提供前进牵引力，实现了机器人在坡度上的直线行走，避免出现万向轮打滑以及万向轮动力不足而偏移的情况，消除了建筑机器人在斜面上轮子打滑、走斜线等现象，提升了机器人的通过性能；再而，由于安装座的后端的两个舵轮均为刚性舵轮，在安装座的前端的执行装置受到建筑体的反向作用力时，刚性舵轮可以提供足够的刚性，增加建筑机器人在工作过程中的整机稳定性，通过刚性舵轮替代万向浮动轮加支腿的结构，优化了底盘装置的结构，减少了建筑机器人在施工过程中在定位后支腿伸出，建筑机器人施工后后支腿收回动作，减少了建筑机器人施工动作节拍，提高了建筑机器人的施工效率；此外，由于设置了至少一个浮动舵轮，在保证底盘装置刚性的前提下，又可以提供合适的减震效果，从而保护了底盘机构。
8.在其中一个实施例中，所述四个舵轮包括三个刚性舵轮和一个浮动舵轮，其中两
个所述刚性舵轮分别设置于所述安装座的后端的两个角部，另一所述刚性舵轮设置于所述安装座的前端的一个角部，所述浮动舵轮设置于所述安装座的前端的另一个角部。
9.在其中一个实施例中，四个所述舵轮成矩形分布于所述安装座的底部。
10.在其中一个实施例中，所述浮动舵轮包括舵轮本体、浮动板、弹性件和固定板，所述舵轮本体与所述浮动板的一面连接，所述固定板与所述安装座的底面的一角连接，所述固定板位于所述浮动板上方，且与所述浮动板平行间隔，所述弹性件弹性伸缩于所述浮动板和所述固定板之间，所述浮动板和所述固定板分别与所述弹性件连接。
11.在其中一个实施例中，所述浮动舵轮还包括导杆、轴承、限位压板和阻尼块，所述轴承设置于所述固定板上，所述限位压板和所述阻尼块设置于所述安装座的背离所述固定板的一面，所述阻尼块与所述限位压板连接，所述导杆的一端设置于所述浮动板上，另一端穿过所述固定板、所述轴承及所述安装座，且与所述阻尼块的背离所述限位压板的一面活动抵接，所述导杆与所述浮动板和所述固定板分别垂直。
12.在其中一个实施例中，所述底盘机构还包括伸缩座和驱动组件，所述伸缩座用于设置所述执行装置，所述伸缩座与所述安装座滑动连接，所述驱动组件设置于所述安装座上，所述驱动组件驱动所述伸缩座沿与所述底盘机构的前后方向平行的方向于所述安装座上滑动。
13.在其中一个实施例中，所述伸缩座包括支撑板、横梁和滑块，所述支撑板设置于所述横梁上，所述支撑板用于设置所述执行装置，所述横梁沿所述底盘机构的前后方向延伸，横梁的底面设置滑块，所述安装座上设有沿所述底盘机构的前后方向延伸的导轨，所述滑块滑动设置于所述导轨上，所述驱动组件驱动所述支撑板或者所述横梁，以带动所述滑块于所述导轨上滑动。
14.在其中一个实施例中，所述驱动组件包括设置于所述安装座上的驱动电机、主动轮、从动轮、丝杠和螺母座，所述驱动电机的输出轴套设所述主动轮，所述主动轮与所述从动轮传动连接，所述从动轮套设所述丝杠的一端，所述螺母座螺接于所述丝杠上，所述螺母座与所述支撑板连接。
15.在其中一个实施例中，所述底盘机构还包括防撞护板，所述防撞护板设置于所述安装座的侧面，且罩设所述安装座和部分所述舵轮组件。
16.一种建筑机器人，包括执行装置和上述任一实施例所述的底盘装置，所述执行装置设置于所述安装座的前端。
17.上述的建筑机器人，其底盘装置的底盘机构的安装座设置了四个舵轮，因此当安装座及整个底盘装置需要转向越障时，比如朝45
°
角度或者135
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越障行进时，这时舵轮都是在最前方，即动力轮都在最前方，可以有较大动力越过障碍，避免了万向轮在最前方导致动力不足而使得底盘装置难以越障的问题，因而也避免了障碍对底盘机构行走路线的影响，保证了建筑机器人行走定位的精度；而且，由于将双舵轮双万向轮改为四舵轮结构，减弱了机器人重心位置对底盘动力轮与地面摩擦力的影响，底盘装置四个动力轮均可提供前进牵引力，实现了机器人在坡度上的直线行走，避免出现万向轮打滑以及万向轮动力不足而偏移的情况，消除了建筑机器人在斜面上轮子打滑、走斜线等现象，提升了机器人的通过性能；再而，由于安装座的后端的两个舵轮均为刚性舵轮，在安装座的前端的执行装置受到建筑体的反向作用力时，刚性舵轮可以提供足够的刚性，增加建筑机器人在工作过程中的整
机稳定性，通过刚性舵轮替代万向浮动轮加支腿的结构，优化了底盘装置的结构，减少了建筑机器人在施工过程中在定位后支腿伸出，建筑机器人施工后后支腿收回动作，减少了建筑机器人施工动作节拍，提高了建筑机器人的施工效率；此外，由于设置了至少一个浮动舵轮，在保证底盘装置刚性的前提下，又可以提供合适的减震效果，从而保护了底盘机构。
18.本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
19.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本技术实施例提供的底盘装置的结构示意图；
22.图2为本技术实施例提供的底盘装置的爆炸结构示意图；
23.图3为本技术实施例提供的底盘装置的部分爆炸结构示意图；
24.图4为本技术实施例提供的建筑机器人的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
27.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
28.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的
相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
30.在一个实施例中，一种底盘装置，包括底盘机构和舵轮组件。所述底盘机构包括安装座，所述安装座的前端用于设置执行装置；所述舵轮组件包括四个舵轮，四个所述舵轮分别设置于所述安装座的四个角部；其中，所述四个舵轮包括至少两个刚性舵轮和至少一个浮动舵轮，两个所述刚性舵轮分别设置于所述安装座的后端的两个角部，至少一个所述浮动舵轮设置于所述安装座的前端的角部，所述浮动舵轮相对于所述安装座的底面垂直浮动。
31.如图1和图2所示，一实施例的底盘装置10，包括底盘机构100和舵轮组件200。所述底盘机构100包括安装座110，所述安装座110的前端用于设置执行装置；所述舵轮组件200包括四个舵轮，四个所述舵轮分别设置于所述安装座110的四个角部；其中，所述四个舵轮包括至少两个刚性舵轮210和至少一个浮动舵轮220，两个所述刚性舵轮210分别设置于所述安装座110的后端的两个角部，至少一个所述浮动舵轮220设置于所述安装座110的前端的角部，所述浮动舵轮220相对于所述安装座110的底面垂直浮动。
32.上述的底盘装置10，由于底盘机构100的安装座110设置了四个舵轮，因此当安装座110及整个底盘装置10需要转向越障时，比如朝45
°
角度或者135
°
越障行进时，这时舵轮都是在最前方，即动力轮都在最前方，可以有较大动力越过障碍，避免了万向轮在最前方导致动力不足而使得底盘装置10难以越障的问题，因而也避免了障碍对底盘机构100行走路线的影响，保证了建筑机器人行走定位的精度；而且，由于将双舵轮双万向轮改为四舵轮结构，减弱了机器人重心位置对底盘动力轮与地面摩擦力的影响，底盘装置10四个动力轮均可提供前进牵引力，实现了机器人在坡度上的直线行走，避免出现万向轮打滑以及万向轮动力不足而偏移的情况，消除了建筑机器人在斜面上轮子打滑、走斜线等现象，提升了机器人的通过性能；再而，由于安装座110的后端的两个舵轮均为刚性舵轮210，在安装座110的前端的执行装置受到建筑体的反向作用力时，刚性舵轮210可以提供足够的刚性，增加建筑机器人在工作过程中的整机稳定性，通过刚性舵轮210替代万向浮动轮加支腿的结构，优化了底盘装置10的结构，减少了建筑机器人在施工过程中在定位后支腿伸出，建筑机器人施工后后支腿收回动作，减少了建筑机器人施工动作节拍，提高了建筑机器人的施工效率；此外，由于设置了至少一个浮动舵轮220，在保证底盘装置10刚性的前提下，又可以提供合适的减震效果，从而保护了底盘机构100。
33.为了保证底盘装置10的支撑刚性，在其中一个实施例中，如图2所示，所述四个舵轮包括三个刚性舵轮210和一个浮动舵轮220，其中两个所述刚性舵轮210分别设置于所述安装座110的后端的两个角部，另一所述刚性舵轮210设置于所述安装座110的前端的一个角部，所述浮动舵轮220设置于所述安装座110的前端的另一个角部，这样除了安装座110的后端的两个角部设置刚性舵轮210，前端的一个角部也设置了刚性舵轮210，给底盘装置10及整个建筑机器人提供了足够支撑刚性，更加保证了建筑机器人在工作过程中的整机稳定性，一个浮动舵轮220可以保证减震的效果。
34.为了保证底盘装置10的行进稳定性以及实现底盘装置10的全向移动，在其中一个实施例中，如图1所示，四个所述舵轮成矩形分布于所述安装座110的底部，这样使得舵轮组件200分布均匀，保证了底盘装置10行进的稳定性，而且可以实现底盘装置10的全向移动。
35.为了实现浮动舵轮220的浮动减震，在其中一个实施例中，如图3所示，所述浮动舵
轮220包括舵轮本体501、浮动板502、弹性件503和固定板508，所述舵轮本体501与所述浮动板502的一面连接，所述固定板508与所述安装座110的底面的一角连接，所述固定板508位于所述浮动板502上方，且与所述浮动板502平行间隔，所述弹性件503弹性伸缩于所述浮动板502和所述固定板508之间，所述浮动板502和所述固定板508分别与所述弹性件503连接，这样通过弹性件503的在浮动板502和固定板508之间弹性伸缩，即可使得浮动板502相对于安装座110上下浮动，即使得舵轮本体501相对于安装座110上下浮动。在其中一个实施例中，所述弹性件503为弹簧。
36.为了实现浮动舵轮220稳定浮动减震且限制浮动舵轮220的浮动范围，在其中一个实施例中，如图3所示，所述浮动舵轮220还包括导杆504、轴承505、限位压板506和阻尼块507，所述轴承505设置于所述固定板508上，所述限位压板506和所述阻尼块507设置于所述安装座110的背离所述固定板508的一面，所述阻尼块507与所述限位压板506连接，所述导杆504的一端设置于所述浮动板502上，另一端穿过所述固定板508、所述轴承505及所述安装座110，且与所述阻尼块507的背离所述限位压板506的一面活动抵接，所述导杆504与所述浮动板502和所述固定板508分别垂直，通过垂直于浮动板502和固定板508的导杆504的进行导向，可以保证舵轮本体501垂直于固定板508浮动，即垂直于安装座110的底面浮动，即竖直上下浮动，因此实现了浮动舵轮220稳定浮动减震；通过设置限位压板506，可以限制导杆504的移动距离，从而限制浮动舵轮220的浮动范围，而阻尼块507可以阻尼缓冲的作用。
37.为了便于调整执行装置的位置进而能够调整建筑机器人工作状态和行驶状态的重心，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述底盘机构100还包括伸缩座120和驱动组件130，所述伸缩座120用于设置所述执行装置，所述伸缩座120与所述安装座110滑动连接，所述驱动组件130设置于所述安装座110上，所述驱动组件130驱动所述伸缩座120沿与所述底盘机构100的前后方向平行的方向于所述安装座110上滑动，执行装置设置在伸缩座120上，伸缩座120在驱动组件130的驱动下可以在安装座110上沿底盘机构100的前后方向滑动，即使得底盘机构100可以实现伸缩，这样可以调节建筑机器人的工作状态的重心和行驶状态的重心，提升机器人在各种状态的稳定性。
38.为了便于伸缩座120在安装座110上滑动伸缩，在其中一个实施例中，如图3所示，所述伸缩座120包括支撑板801、横梁803和滑块804，所述支撑板801设置于所述横梁803上，所述支撑板801用于设置所述执行装置，所述横梁803沿所述底盘机构100的前后方向延伸，横梁803的底面设置滑块804，所述安装座110上设有沿所述底盘机构100的前后方向延伸的导轨，所述滑块804滑动设置于所述导轨上，所述驱动组件130驱动所述支撑板801或者所述横梁803，以带动所述滑块804于所述导轨上滑动，这样支撑板801设置执行装置，支撑板801设置在横梁803上，通过横梁803的滑块804在安装座110上的导轨上滑动，实现支撑板801上的执行装置伸缩。在其中一个实施例中，所述安装座110上设有多个限位块，所述导轨的两端分别设置一所述限位块，这样通过限位块设置在导轨的端部，可以对滑块804进行限位，防止滑块804脱离出导轨。
39.为了便于驱动组件130驱动伸缩座120伸缩滑动，在其中一个实施例中，如图3所示，所述驱动组件130包括设置于所述安装座110上的驱动电机816、主动轮810、从动轮809、丝杠805和螺母座817，所述驱动电机816的输出轴套设所述主动轮810，所述主动轮810与所
述从动轮809传动连接，所述从动轮809套设所述丝杠805的一端，所述螺母座817螺接于所述丝杠805上，所述螺母座817与所述支撑板801连接，通过驱动电机816带动丝杠805，进而带动螺母座817运动，即带动与螺母座817连接的支撑板801运动，从而实现伸缩座120伸缩滑动。在其中一个实施例中，所述主动轮810与从动轮809通过同步带传动连接。在其中一个实施例中，所述主动轮810和所述从动轮809分别为齿轮，所述主动轮810与所述从动轮809相啮合。
40.为了保护底盘机构100和各舵轮，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述底盘机构100还包括防撞护板140，所述防撞护板140设置于所述安装座110的侧面，且罩设所述安装座110和部分所述舵轮组件200，这样通过设置防撞护板140，可以保护底盘机构100和各个舵轮。进一步地，在其中一个实施例中，所述防撞护板140上设有防撞条150，所述防撞条150与所述防撞护板140的侧面形状相适配。
41.为了给底盘装置10的行进提供动力源，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述安装座110上设有电池组件300，所述电池组件300与所述舵轮电连接。在其中一个实施例中，所述电池组件300与所述驱动电机816电连接。
42.为了提升底盘装置10的避障能力，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述安装座110的前端设有避障雷达400，这样通过避障雷达400可以检测障碍物，反馈给底盘装置10，进而可以避过障碍物，在本实施例中，所述底盘装置10还包括控制器，控制器与避障雷达400和各所述舵轮分别电连接，这样控制器接收避障雷达400的反馈信号，再控制舵轮转向避开障碍物。在其中一个实施例中，所述避障雷达400的数目为两个，两个所述避障雷达400分别设置于所述安装座110的前端的两个角部。
43.如图4所示，一种建筑机器人30，包括执行装置20和上述任一实施例所述的底盘装置10，所述执行装置20设置于所述安装座110的前端。
44.上述的建筑机器人30，其底盘装置10的底盘机构100的安装座110设置了四个舵轮，因此当安装座110及整个底盘装置10需要转向越障时，比如朝45
°
角度或者135
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越障行进时，这时舵轮都是在最前方，即动力轮都在最前方，可以有较大动力越过障碍，避免了万向轮在最前方导致动力不足而使得底盘装置10难以越障的问题，因而也避免了障碍对底盘机构100行走路线的影响，保证了建筑机器人30行走定位的精度；而且，由于将双舵轮双万向轮改为四舵轮结构，减弱了机器人重心位置对底盘动力轮与地面摩擦力的影响，底盘装置10四个动力轮均可提供前进牵引力，实现了机器人在坡度上的直线行走，避免出现万向轮打滑以及万向轮动力不足而偏移的情况，消除了建筑机器人30在斜面上轮子打滑、走斜线等现象，提升了机器人的通过性能；再而，由于安装座110的后端的两个舵轮均为刚性舵轮210，在安装座110的前端的执行装置20受到建筑体的反向作用力时，刚性舵轮210可以提供足够的刚性，增加建筑机器人30在工作过程中的整机稳定性，通过刚性舵轮210替代万向浮动轮加支腿的结构，优化了底盘装置10的结构，减少了建筑机器人30在施工过程中在定位后支腿伸出，建筑机器人30施工后后支腿收回动作，减少了建筑机器人30施工动作节拍，提高了建筑机器人30的施工效率；此外，由于设置了至少一个浮动舵轮220，在保证底盘装置10刚性的前提下，又可以提供合适的减震效果，从而保护了底盘机构100。
45.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
46.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
47.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
48.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。