[發明專利]一種可在舵輪和萬向輪間切換的機器人底盤

在審

• 申請號: 202110347208.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112896367A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張東;王宇鑫;戚藝林;呂君鈺;陳泯霖;鐘一銘
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;博泰機器人技術（佛山順德區）有限公司
• 主分類號: B62D63/02
• 分類號: B62D63/02;B62D63/04;B62D5/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

本發明涉及一種可在舵輪和萬向輪間切換的機器人底盤，包括底盤框架、四個切換機構、四個輪組、四個轉向機構；四個切換機構分別安裝在四個輪組，四個輪組分別通過四個轉向機構與底盤框架連接；輪組包括輪轂、輪支架、驅動電機、法蘭聯軸器；切換機構包括舵機、切換桿；輪支架包括安裝板、連接板、第一轉軸；輪轂與安裝板轉動連接，連接板與轉向機構連接，安裝板與連接板通過第一轉軸轉動連接，舵機安裝在安裝板，驅動電機的定子與安裝板固定連接，驅動電機的輸出軸通過法蘭聯軸器與輪轂連接；切換桿一端與連接板鉸接，切換桿的另一端與舵機的舵臂鉸接；本發明在發生故障時便于通過外力拖動，屬于一種運輸機器人底盤。

技術領域

本發明涉及一種運輸機器人底盤，具體涉及一種可在舵輪和萬向輪間切換的機器人底盤。

背景技術

機器人如今已經成為真正影響生活，改變人們生活方式的一種技術。機器人當中很重要的一部分便是運動模塊，它決定了機器人的速度和靈活性，現階段，舵輪底盤是各種底盤方案中運動能力較好的方案，但現有的舵輪底盤因結構所限，沒有安裝仿形機構，無法適用復雜地形，且一旦機器人出現故障，主動運行的舵輪組將變為不可控制狀態，失去全向移動的性能，如當機器人底盤發生故障無法行走后，需要外力拖動，當施加在機器人的外力方向與舵輪組行走方向相同時，舵輪組在地面上滾動，外力只需克服滾動摩擦的阻力，滾動摩擦的阻力在相同摩擦因數的條件下遠遠小于滑動摩擦的阻力，因此外力可以輕易拖動整個機器人；當施加在機器人的外力方向與舵輪組行走方向不同時，舵輪組無法轉向，此時整個機器人相當于一個固體在地面上，外力拖動整個機器人需要克服整個機器人的重力與地面產生的摩擦力，該摩擦力為滑動摩擦的阻力，通過外力拖動機器人會比較困難；而造成這種情況的原因主要是由于舵輪組無法轉向，舵輪組無法轉向的原因在于輪組不能相對于轉向機構偏擺，輪組與轉向機構之間沒有偏心距，因此外力作用在機器人底盤時，輪組在外力和地面摩擦力的作用下是無法自由轉向；輪組的行走方向無法轉到與外力方向一致，機器人底盤無法由滑動摩擦轉為滾動摩擦，因而,需要設計一種安裝有仿形機構可適應各種地形的，在遇到故障時舵輪可切換為被動萬向輪的機器人底盤，便于人工或其他救援機器人對其救援，拖動方便。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種發生故障時便于通過外力拖動的可在舵輪和萬向輪間切換的機器人底盤。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可在舵輪和萬向輪間切換的機器人底盤，包括底盤框架、四個切換機構、四個輪組、四個轉向機構；四個切換機構分別安裝在四個輪組，四個輪組分別通過四個轉向機構與底盤框架連接；輪組包括輪轂、輪支架、驅動電機、法蘭聯軸器；切換機構包括舵機、切換桿；輪支架包括安裝板、連接板、第一轉軸；輪轂與安裝板轉動連接，連接板與轉向機構連接，安裝板與連接板通過第一轉軸轉動連接，舵機安裝在安裝板，驅動電機的定子與安裝板固定連接，驅動電機的輸出軸通過法蘭聯軸器與輪轂連接；切換桿一端與連接板鉸接，切換桿的另一端與舵機的舵臂鉸接；舵機通過切換桿帶動安裝板以第一轉軸為支點相對于連接板擺動。采用這種結構后，在機器人底盤發生故障時，切換機構帶動輪組相對于轉向機構偏擺，在外力拖動機器人底盤時，輪轂根據外力的方向，結合地面摩擦力轉動，輪轂的滾動方向切換到與外力的方向一直，從而外力可以輕易拖動機器人底盤。

作為一種優選，還包括四個仿形機構、聯動機構；四個轉向機構分別通過四個仿形機構與底盤框架擺動連接，四個仿形機構均與底盤框架鉸接，四個仿形機構均與聯動機構鉸接，聯動機構設在底盤框架，聯動機構位于四個仿形機構之間。采用這種結構后，機器人底盤可以自適應地形變化。

作為一種優選，仿形機構包括擺件、擺桿；擺件的兩端分別與底盤框架和轉向機構鉸接，擺桿的兩端分別與底盤框架和轉向機構鉸接。采用這種結構后，結構簡單，便于裝配。