底盘装置及机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，特别涉及一种底盘装置及机器人。


背景技术：

2.移动机器人，例如配送服务机器人，除了具有优越的通过性需求外，还具有减震的需求。越障时减轻车体震动，是底盘结构的一项重要性能指标。
3.相关技术中，移动机器人的底盘结构通常包括车架以及与车架相连的前万向轮和驱动轮。由于前万向轮需要360度旋转，其轮径不会太大，一般前万向轮的轮径远小于驱动轮的尺寸。在越障时，前万向轮碰到障碍时会造成底盘结构的震动。因此，现有底盘结构的避震性能尚需改进。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供了一种底盘装置及机器人，能够在越障时减轻震动，具有优越的避震性能。
5.本技术的第一方面提出一种底盘装置一种底盘装置，包括：
6.第一轮组件，包括第一车轴臂和转动连接于第一车轴臂上的第一轮；
7.第二轮组件，包括第二车轴臂和转动连接于所述第二车轴臂上的第二轮，所述第二轮的轮径大于所述第一轮的轮径；
8.底盘主体，所述底盘主体的一侧设有枢轴，所述第一车轴臂与所述第二车轴臂分别设于所述枢轴的两侧且均与所述枢轴相枢接；
9.避震器，所述避震器的一端安装于所述第一车轴臂且另一端安装于所述第二车轴臂。
10.在一实施例中，在所述第一轮的横截面所在的平面内，设所述第一轮的越障目标与所述第一轮的接触点为第一点，设所述第一轮的圆心为第二点，所述枢轴位于所述第一点和所述第二点所在的直线的下方。
11.在一实施例中，所述第一车轴臂包括相连接的第一安装架和第一连接臂，所述第一轮转动连接于所述第一安装架，所述第一连接臂连接于所述枢轴与所述第一安装架之间；所述第二车轴臂包括第二连接臂和设于所述第二连接臂上的第二安装架，所述第二轮转动连接于所述第二安装架。
12.在一实施例中，所述第一连接臂上设有第一安装部，所述第二连接臂上设有与所述第一安装部相对的第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部均设于所述底盘主体背离所述枢轴的一侧，所述避震器的两端分别连接于所述第一安装部和所述第二安装部。
13.在一实施例中，所述底盘主体包括底板和穿设于所述底板上的限位件，所述限位件位于所述底板下方的一端设有用于安装所述枢轴的连接孔，所述限位件位于所述底板上方的一端用于限制所述第一连接臂和/或所述第二连接臂的转动角度。
14.在一实施例中，所述第一安装部包括穿设于所述第一连接臂上的安装轴；所述限
位件朝向所述第一安装部的一侧设有限位槽，在所述第一车轴臂绕所述枢轴旋转时，所述安装轴可在所述限位槽内转动直至抵持于所述限位槽的槽壁。
15.在一实施例中，所述底盘装置还包括第三轮组件，所述第三轮组件设于所述第二轮组件远离所述第一轮组件的一侧，所述第三轮组件包括设于所述底盘主体上的立轴、连接于所述立轴的第三车轴臂和转动连接于所述第三车轴臂的第三轮。
16.在一实施例中，所述第三车轴臂包括第一轮叉架和铰接于所述第一轮叉架的第二轮叉架，所述第一轮叉架上沿竖直方向设有条形孔，所述条形孔沿轴向的一侧具有球形凹槽；所述第二轮叉架上设有轴杆，所述轴杆穿设于所述条形孔内，所述轴杆上依次套设有抵靠座、伸缩件和紧固件；所述抵靠座的至少部分位于所述球形凹槽内，且所述抵靠座靠近所述球形凹槽的一侧为球形面，所述伸缩件的一端与所述抵靠座背离所述球形凹槽的一侧相抵顶，另一端与所述紧固件相抵顶；所述第三轮转动连接于所述第二轮叉架背离所述第一轮叉架的一端。
17.在一实施例中，所述第一轮组件、所述第二轮组件和所述第三轮组件的数量均为两个，两个所述第一轮组件间隔且对称地设于所述底盘底板的两侧，两个所述第二轮组件间隔且对称地设于所述底盘底板的两侧，两个所述第三轮组件间隔且对称地设于所述底盘底板的两侧；所述第一轮为万向轮，所述第二轮为连接于驱动装置的驱动轮。
18.本技术的第二方面提出了一种机器人，包括如第一方面任一项实施例所述的底盘装置。
19.上述底盘装置包括第一轮组件、第二轮组件、底盘主体和避震器，由于第一车轴臂与第二车轴臂均与同一个枢轴相枢接，且第一车轴臂与第二车轴臂之间连接有避震器，第一轮组件和第二轮组件可实现共轴安装和联动避震。在行进中碰到障碍时，第一轮更容易跃上障碍台阶；同时，由于第一轮组件和第二轮组件共轴安装，底盘主体与第一轮组件、第二轮之间之间只有一个铰接点，可以迅速通过避震器将阻力传递到第二轮，增大了第二轮的摩擦力，提升了驱动效果，从而实现越障。因此，上述底盘装置及具有该底盘装置的机器人能够顺利越障并在越障时减轻震动，具有优越的避震性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术实施例提供的底盘装置的立体示意图；
22.图2是图1所示的底盘装置的侧视图；
23.图3是图1所示的底盘装置在越过障碍时的示意图；
24.图4是图1所示的底盘装置的俯视图；
25.图5是图1所示的底盘装置中第一轮组件、第二轮组件和限位件的立体示意图；
26.图6是图1所示的底盘装置中第三轮组件的立体示意图；
27.图7是图6所示的第三轮组件的立体分解示意图；
28.图8是图7所示的第三轮组件中第一轮叉架的立体示意图。
29.图中标记的含义为：
30.100、底盘装置；10、第一轮组件；11、第一车轴臂；111、第一安装架；112、第一连接臂；1121、第一安装部；12、第一轮；20、第二轮组件；21、第二车轴臂；211、第二连接臂；2111、第二安装部；212、第二安装架；22、第二轮；30、底盘主体；31、枢轴；32、底板；33、限位件；331、限位槽；40、避震器；41、第一连接部；42、第二连接部；43、压缩弹簧；50、第三轮组件；51、立轴；52、第三车轴臂；521、第一轮叉架；5211、条形孔；5212、球形凹槽；522、第二轮叉架；5221、轴杆；5222、抵靠座；5223、伸缩件；5224、紧固件；53、第三轮。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.为了说明本技术的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。
36.本技术第一方面的实施例提出一种底盘装置，底盘装置可用于机器人中，但不限于此，也可用于其他运输设备中。
37.请参照图1和图2，底盘装置100包括第一轮组件10、第二轮组件20、底盘主体30和避震器40，第一轮组件10、第二轮组件20和避震器40均安装于底盘主体30上。
38.第一轮组件10包括第一车轴臂11和转动连接于第一车轴臂11上的第一轮12，第一轮12可为前轮。
39.第二轮组件20包括第二车轴臂21和转动连接于第二车轴臂21上的第二轮22，第二轮22的轮径大于第一轮12的轮径，第二轮22可为中轮或后轮。
40.底盘主体30的一侧设有枢轴31，第一车轴臂11与第二车轴臂21分别设于枢轴31的两侧且均与枢轴31相枢接，如此，第一车轴臂11与第二车轴臂21均能够绕枢轴31转动。
41.避震器40的一端安装于第一车轴臂11且另一端安装于第二车轴臂21，避震器40能够传递与承受第一车轴臂11、第二车轴臂21之间的压缩力，并及时调整第一车轴臂11、第二
车轴臂21的角度，从而实现避震。
42.上述底盘装置100包括第一轮组件10、第二轮组件20、底盘主体30和避震器40，由于第一车轴臂11与第二车轴臂21均与同一个枢轴31相枢接，且第一车轴臂11与第二车轴臂21之间连接有避震器40，第一轮组件10和第二轮组件20可实现共轴安装和联动避震。在行进中碰到障碍时，第一轮12更容易跃上障碍台阶；同时，由于第一轮组件10和第二轮组件20共轴安装，底盘主体30与第一轮组件10、第二轮22之间之间只有一个铰接点，可以迅速通过避震器40将阻力传递到第二轮22，增大了第二轮22的摩擦力，提升了驱动效果，从而实现越障。因此，上述底盘装置100能够顺利越障并在越障时减轻震动，具有优越的避震性能。
43.在不同路况下，第一车轴臂11和第二车轴臂21可分别绕枢轴31旋转。例如，当第一轮12越上障碍时，第一轮12的底部升高且第一车轴臂11向上旋转以图3为例，第一车轴臂11将沿逆时针方向旋转；接着，当第二轮22越上障碍且第二轮22的底部相对于第一轮12升高时，第二车轴臂21向上旋转；当然，第一车轴臂11和第二车轴臂21也可同时旋转。
44.请同时参照图1至图3，在一实施例中，在第一轮12的横截面所在的平面内，设第一轮12的越障目标与第一轮12的接触点为第一点，设第一轮12的圆心为第二点，枢轴31位于第一点和第二点所在的直线的下方。
45.以图3为例，第一点可为图3中的p1点或p1点在第一轮12的横截面上的投影；第二点可为p2点或p2点在第一轮12的横截面上的投影。图3示意了出了一条过第一点和第二点的直线，枢轴31位于第一点和第二点所在的直线的下方，即枢轴31的高度低于第一点和第二点所在的直线。
46.可以理解，越障目标一般低于第一轮12的直径高度，越障目标可具有不同的高度，越障目标的高度越高，则第一点与第二点所在的直线与水平方向的倾角越小。
47.通过设置枢轴31位于第一点和第二点所在的直线的下方，可使枢轴31的高度较低，即第一车轴臂11与底盘主体30的铰接点的位置较低，在越障时，竖直向上的分力较少，第一轮12更容易跃上障碍台阶。
48.请参照图1至图5，在一实施例中，第一车轴臂11包括相连接的第一安装架111和第一连接臂112，第一轮12转动连接于第一安装架111，第一连接臂112连接于枢轴31与第一安装架111之间。第一安装架111与第一连接臂112可同步旋转。
49.第二车轴臂21包括第二连接臂211和设于第二连接臂211上的第二安装架212，第二轮22转动连接于第二安装架212。
50.本实施例提供了第一车轴臂11、第二车轴臂21的具体结构，以满足安装第一轮12、第二轮22的需要和避震的需要。
51.可选的，第一车轴臂11、第二车轴臂21均具有三个端部且三个端部呈三角形排列，第一车轴臂11包括第一枢接端、第一安装端和第二安装端，第一枢接端枢接于枢轴31，第一安装端用于安装避震器40，第二安装端用于连接第一安装架111；第二车轴臂21包括第二枢接端、第三安装端和第四安装端，第二枢接端枢接于枢轴31，第三安装端用于安装避震器40，第四安装端用于连接第二安装架212，如此，第一车轴臂11、第二车轴臂21能够满足组装的需要和实现旋转功能的需要。
52.在一实施例中，第一连接臂112上设有第一安装部1121，第二连接臂211上设有与第一安装部1121相对的第二安装部2111，第一安装部1121和第二安装部2111均设于底盘主
体30背离枢轴31的一侧，避震器40的两端分别连接于第一安装部1121和第二安装部2111。
53.第一安装部1121和第二安装部2111可具有相等的高度，从而避震器40可水平设置。通过在第一连接臂112、第二连接臂211上设置相对设置的安装部，方便安装避震器40，实现联动避震。
54.本技术对避震器40的结构不作限制，例如，如图5所示，避震器40包括第一连接部41、第二连接部42和套设于第一连接部41、第二连接部42上的压缩弹簧43，第一连接部41、第二连接部42可相对运动，避震器40可压缩且在压缩弹簧43的弹力作用下回弹，从而避震器40可传递力以及实现缓震。第一安装部1121、第二安装部2111可均包括安装轴，但不限于此。可选的，避震器40还可包括阻尼器。
55.请同时参照图1、图2、图5，在一实施例中，底盘主体30包括底板32和穿设于底板32上的限位件33，限位件33位于底板32下方的一端设有用于安装枢轴31的连接孔，限位件33位于底板32上方的一端用于限制第一连接臂112和/或第二连接臂211的转动角度。
56.可以理解，第一轮组件10和第二轮组件20之间设有两个相对设置的限位件33，两个限位件33上均设有连接孔，枢轴31的两端分别设于两个连接孔中，如此，底盘主体30可通过限位件33来安装枢轴31、第一轮组件10和第二轮组件20。
57.底板32上可开设有通孔，限位件33穿设于通孔中，限位件33也可与底板32一体成型。限位件33位于底板32上方的一端用于限制第一连接臂112和/或第二连接臂211的转动角度，防止第一连接臂112和/或第二连接臂211绕枢轴31过度旋转，甚至360度翻转。
58.在一实施例中，第一安装部1121包括穿设于第一连接臂112上的安装轴；安装轴的两端可凸出于第一连接臂112的表面；限位件33朝向第一安装部1121的一侧设有限位槽331，在第一车轴臂11绕枢轴31旋转时，安装轴可在限位槽331内转动直至抵持于限位槽331的槽壁。
59.通过采用上述技术方案，在越障时，第一轮12接触障碍并带动第一安装架111、第一连接臂112绕枢轴31旋转，由于限位件固定设于底板32上，安装轴随第一连接臂112旋转直至抵持于限位槽的槽壁，因此，限位件33既可安装枢轴31，还可限制第一车轴臂11的旋转角度。同理，可选的，限位件33也可限制第二车轴臂21的旋转角度。
60.可以理解，在其他实施例中，限位件33不限于板体，可替换为其他能够限位的结构。
61.请参照图1、图6至图8，在一实施例中，底盘装置100还包括第三轮组件50，第三轮组件50设于第二轮组件20远离第一轮组件10的一侧，第三轮组件包括50设于底盘主体30上的立轴51、连接于立轴51的第三车轴臂52和转动连接于第三车轴臂52的第三轮53。立轴51垂直设于底盘主体30上。
62.通过采用上述技术方案，第三轮53为独立悬挂且单独实现避震功能，进一步提升了底盘装置100的避震性能。
63.在一实施例中，第三车轴臂52包括第一轮叉架521和铰接于第一轮叉架521的第二轮叉架522，第一轮叉架521上沿竖直方向设有条形孔5211，条形孔5211沿轴向的一侧具有球形凹槽5212。
64.第二轮叉架522上设有轴杆5221，轴杆5221穿设于条形孔内5211，轴杆5221上依次套设有抵靠座5222、伸缩件5223和紧固件5224。
65.抵靠座5222的至少部分位于球形凹槽内，且抵靠座5222靠近球形凹槽5212的一侧为球形面，伸缩件5223的一端与抵靠座背离球形凹槽5212的一侧相抵顶，另一端与紧固件5224相抵顶；第三轮53转动连接于第二轮叉架522背离第一轮12叉架的一端。
66.在本实施例中，通过在第一轮12叉架上沿竖直方向设置条形孔5211，条形孔5211的一侧设置成球形凹槽5212，并在第二轮叉架522上设有轴杆，将轴杆5221穿设于条形孔5211内，然后在轴杆5221上依次套设抵靠座5222、伸缩件5223和紧固件5224，并将抵靠座5222的朝向球形凹槽5212的一侧设为球形面；球形面与球形凹槽5212相抵顶；这样，在转动连接于第二轮叉架522上的第三轮53遇到障碍物时，第三轮53带动第二轮叉架522摆动，第二轮叉架522带动轴杆在条形孔5211内摆动，抵靠座5222通过球形面在球形凹槽5212内转动，从而保证抵靠座背离球形凹槽5212的一侧始终平行的抵顶在伸缩件5223的端部，使得伸缩件5223能够受到均匀的轴向压缩力。第三轮组件50能够保证伸缩件5223受到均匀的轴向压缩力，能够保证减震受力的稳定性，提升底盘装置100的减震平稳性。
67.伸缩件5223可为压缩弹簧、压缩气缸等可被压缩以及在压缩力释放时可恢复形变的零部件。
68.请参照图1、图4，在一实施例中，第一轮组件10、第二轮组件20和第三轮组件50的数量均为两个，两个第一轮组件10间隔且对称地设于底板32的两侧，两个第二轮组件20间隔且对称地设于底板32的两侧，两个第三轮组件50间隔且对称地设于底板32的两侧。
69.通过采用上述技术方案，上述底盘装置100共包括对称设置的6个滚轮，6个滚轮左右对称且左右独立悬挂，平衡性好且承载能力较强。
70.在本实施例中，第一轮12为能够360度旋转的万向轮，第二轮22为连接于驱动装置的驱动轮。第一轮12为万向轮，是越障性能的主要因素，结合上述实施例，本技术提供的底盘装置100能够尽量减小第一轮12向上跃上台阶的阻力，以便于顺利越障。可以理解，当第一轮12为万向轮，第一安装架111内设有旋转轴。
71.可选的，第三轮组件50的第三轮53可绕立轴360度旋转，以提升底盘张志100运动时的灵活性。
72.本技术的第二方面提出了一种机器人，包括如第一方面的底盘装置100。
73.本技术提供的机器人可为自主移动机器人(autonomous mobile robot，amr)，例如服务配送机器人等。上述机器人包括底盘装置100，同样能够轻松越障，在越障时减轻震动，具有优越的避震性能。
74.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。