[發明專利]平衡懸架底盤及機器人

在審

• 申請號: 201710676738.3
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107571697A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 胡泉;周發文;閔應宗
• 申請（專利權）人: 北京云跡科技有限公司
• 主分類號: B60G3/01
• 分類號: B60G3/01;B60G3/12;B62D61/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 孫向民,廉莉莉

技術領域

本發明涉及底盤領域，具體地，涉及一種平衡懸架底盤及機器人。

背景技術

機器人底盤驅動，是機器人行走部件，包含底盤結構、驅動電機、驅動板、電源板等。其基本工作原理是上位機(計算機)給定移動指令，通過驅動板計算，驅動電機工作，從而完成機器人室內行走。

目前機器人底盤大都采用3輪、4輪、6輪。其優缺點描述如下：

3輪布局：2個驅動輪1個隨動輪，優點：每個輪均為負載輪，能與地面充分接觸，驅動輪無離地風險。缺點抗傾覆性差，未能實現原地轉彎。

4輪布局：驅動輪2個，隨動輪2個，十字軸布局，優點原地轉彎，缺點4點接觸，驅動輪有離地風險，從而導致行駛牽引力不足；

懸架方式：驅動輪采用懸架結構，2個隨動輪剛性連接底盤基板，在機器人越過垂直臺階時，會導致驅動輪與地面接觸點不確定，因兩驅動輪的垂直載荷靠彈簧等懸架原件傳遞，因彈性元件傳遞不均以及地面局部不平，會導致驅動輪與地面接觸不充分，最后導致打滑、偏航等風險。

隨動輪懸架：驅動輪無懸架、底盤垂直負載靠兩驅動輪和后隨動輪支撐，前隨動輪為輔助輪，帶單輪懸架；優點驅動輪不離地，并保持一定驅動力，缺點垂直負載應分配在2個驅動輪以及后隨動輪上，必須靠后，平地行駛時機器人會有輕微的連續俯仰姿態，減速避障模式、下坡駐坡等實際場景更為明顯，靠配重塊解決增加機器人負載，帶來的是電池能耗和成本。

6輪結構同4輪驅動輪懸架，2個驅動輪，4個隨動輪，6輪全部為負載輪，不能保證驅動輪承受的垂直負載最大，多點與地面接觸極易造成驅動輪離地，彈簧等懸架原件傳遞給驅動輪負載以及地面局部不平，極易打滑、偏航等風險。

因此有必要研發一種既能保證驅動輪垂直負載最大，又能平地以及垂直臺階前后隨動輪自適應地形的平衡懸架底盤及機器人來滿足機器人在實際應用場景的地面通過性以及行走姿態的穩定性。

發明內容

本發明的目的是提供一種平衡懸架底盤及機器人，該平衡懸架底盤既能保證驅動輪提供最大驅動力，又能滿足機器人通過平地以及垂直臺階等地形時，前后隨動輪獨立懸架自適應地形，來滿足機器人在實際應用場景的地面通過性以及行走姿態的穩定性。。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面提供了平衡懸架底盤，包括：

基板；

驅動輪及萬向輪，所述驅動輪及所述萬向輪設置在所述基板底部；

減震支架，所述驅動輪連接于所述減震支架，所述減震支架設置于所述基板底部；

其中，所述萬向輪包括安裝支架、上支架、下支架及輪體，所述上支架頂部通過滾動體連接于所述安裝支架，所述下支架通過鉸接軸鉸接于所述上支架，所述上支架與所述下支架之間設置有彈簧，所述輪體鉸接于所述下支架底部，所述萬向輪通過所述安裝支架設置于所述基板底部。

優選地，所述驅動輪為兩個，所述兩個驅動輪對稱設置于所述基板兩側，所述萬向輪為兩個，兩個所述萬向輪分別設置在所述基板的前端與后端，與兩個所述驅動輪呈“十”字分布。

優選地，所述驅動輪為兩個，所述兩個驅動輪對稱設置于所述基板兩側，所述萬向輪為四個，四個所述萬向輪平均分為兩組對稱設置于所述基板的前端及后端，與兩個所述驅動輪呈圓形分布或平行分布。

優選地，還包括連接板，所述連接板設置于所述基板底部，連接兩個所述驅動輪。

優選地，還包括減震器及驅動輪壓板，所述減震支架通過所述減震器設置于所述基板底部，所述驅動輪通過所述驅動輪壓板設置在所述減震支架上。

優選地，還包括橡膠墊及限位桿，所述橡膠墊用于設置在所述彈簧與所述上支架之間及所述彈簧與所述下支架之間，所述限位桿連接于所述上支架，位于所述上支架底部。

優選地，所述彈簧相對于所述上支架的安裝角度為80°-100°。

優選地，所述上支架包括連接部及鉸接部，所述連接部頂部設置有凹槽，所述連接部通過所述凹槽及所述滾動體連接于所述安裝支架，所述連接部底部設置有第一彈簧安裝凸起，所述鉸接部連接于所述連接部的下端，所述上支架通過所述鉸接部及所述鉸接軸鉸接于所述下支架。

優選地，所述上支架鉸接于所述下支架的一端，所述輪體通過輪安裝軸鉸接于所述下支架底部，所述下支架頂部設置有第二彈簧安裝凸起，所述彈簧通過所述第一彈簧安裝凸起及所述第二彈簧安裝凸起設置在所述上支架及所述下支架之間。

根據本發明的另一方面提供了一種機器人，包括上述平衡懸架底盤。

本發明的有益效果在于：。