[發明專利]前轉后驅的機器人底盤及運動機器人

在審

• 申請號: 202110590230.8
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113135225A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 孔強;王建華;高明;孫元元;候云強
• 申請（專利權）人: 山東新一代信息產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B60K1/00;B60G21/04;B60G13/08
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 潘悅梅

1.前轉后驅的機器人底盤，其特征在于包括：

驅動系統，所述驅動系統包括前驅轉向系統和后驅系統，前驅轉向系統和后驅系統通過與車輪連接，實現機器人底盤的運動和轉向；

懸架系統，所述前驅轉向系統和后驅系統分別與懸架系統連接，承載機器人的負載并減震，使得機器人在通過坑洼顛簸路面時輪胎能夠均勻著地；

車架系統，所述車架系統與前驅轉向系統、后驅動系統和懸架系統支撐連接，承受底盤自身負載以及外部負載；

車輪系統，所述車輪系統通過懸架系統與所述車架系統連接，用于承載底盤負載以及外部負載，所述車輪系統分別與所述前驅轉向系統和后驅系統連接，用于根據前驅轉向系統的動作要求實現機器人轉向，并用于根據所述后驅系統的控制驅動機器人行駛。

2.根據權利要求1所述的前轉后驅的機器人底盤，其特征在于所述車架系統包括車架、防撞傳感器、電池包、液壓剎車控制系統以及驅動控制系統；

所述車架用于承載機器人負載，并通過懸梁系統、驅動系統支撐在車輪系統上，保證底盤零件的相對位置正確；

所述防撞傳感器作為底盤零件設置在車架上，機器人底盤意外碰到外部障礙時觸發防撞傳感器發出控制信號，實現機器人急停；

所述驅動控制系統設置于所述車架上，并與驅動系統以及液壓剎車控制系統連接，用于發送控制信號，所述前驅轉向系統受控制信號轉向，所述后驅系統受控制信號制動，所述液壓剎車控制系統受控制信號驅動液壓剎車卡鉗抱死，實現機器人急停；

所述電池包設置在所述車架上，用于提供動力和電能，并在制動時通過所述控制系統反向為所述電池包充電儲能。

3.根據權利要求2所述的根據權利要求1所述的前轉后驅的機器人底盤，其特征在于所述后驅系統用于提供機器人底盤行駛的全部驅動力，并確保機器人行駛的動力性和平順性，所述后驅系統包括驅動電機、減速器、后車軸和輪速傳感器；

所述驅動電機與驅動控制系統連接，用于根據控制系統的控制信號工作，經過減速器減速后通過后車軸內部的傳動軸帶動車輪轉動，以實現機器人行駛；

所述輪速傳感器與驅動控制系統連接，用于實時測量機器人行駛速度并反饋至驅動控制系統，所述驅動控制系統根據行駛速度將指令反饋至驅動電機以實現機器人運行的閉環控制；

機器人減速時，驅動電機對機器人前進起制動作用，驅動電機處在發電機運行狀態，通過驅動控制系統反向給電池包充電儲能。

4.根據權利要求2所述的前轉后驅的機器人底盤，其特征在于所述懸架系統包括前車軸、前橫向推力桿、前縱向推力桿、液壓阻尼減震器、后縱向推力桿、后車軸、后橫向推力桿以及穩定桿；

所述液壓阻尼彈簧減震器、前縱向推力桿和后縱向推力桿配合用于將車架和前車軸、后車軸連接為一體，通過液壓阻尼彈簧減震器支撐機器人本體重量，并吸收路面顛簸產生的振動，保持機器人的平穩運行；

所述液壓阻尼彈簧減震器用于使輪胎通過凹凸路面時能夠均勻著地，保持輪胎與地面的附著力；

所述前橫向推力桿和后橫向推力桿配合用于防止機器人本體在轉彎時發生過大的橫向側傾，盡量使機器人本體保持平衡；

所述穩定桿具有彈力，當機器人轉彎時，機器人本體側傾，兩側懸架跳動不一致，外側懸架會壓向穩定桿，穩定桿發生扭曲，穩定桿通過桿身彈力阻止車輪抬起，從而使機器人本體保持平衡，起到橫向穩定的作用。

5.根據權利要求2、3或4所述的前轉后驅的機器人底盤，其特征在于所述車輪系統包括輪彀、剎車盤、剎車卡鉗和車輪；

車輪通過輪轂與前驅轉向系統以及后驅系統連接；

所述剎車卡鉗與剎車盤配合，根據液壓剎車控制系統的指令，用于實現機器人的急停、減速、急/慢剎車以及點剎。