室內服務機器人的穩定移動平臺的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種室內服務機器人的穩定移動平臺，包括底盤，設置在底盤上的驅動系統、電源系統、萬向輪系統、安裝板，驅動系統包括至少兩組驅動輪機構，驅動輪機構包括驅動輪、連接驅動輪的驅動電機、與驅動電機固定連接的彈性懸掛系統；彈性懸掛系統包括固定安裝在安裝板下表面的楔形塊，楔形塊下表面兩端各設置有一導軌，導軌另一端通過固定塊固定在底盤下表面，導軌上由上而下設置有彈簧、滑動板、直線軸承，滑動板兩端各設置有一通孔，滑動板通過通孔穿設在兩根導軌上，彈簧上端固定連接在楔形塊、下端固定在滑動板上表面，直線軸承固定在滑動板下表面，驅動電機固定在滑動板下表面。本發明結構緊湊，具有良好的地形適應能力，行走穩定，不易打滑。
【專利說明】
室內服務機裔人的穩定移動平臺
技術領域
[0001]本發明涉及機器人領域，具體涉及一種室內服務機器人的穩定移動平臺。
【背景技術】
[0002]機器人主要分為工業機器人與服務機器人。服務機器人作為機器人領域的新方向，受到人們的廣泛關注。包括前進、后退與轉向在內的基本移動功能是服務機器人十分重要的一項功能。而這一功能實現是通過底盤來達成的。目前機器人移動方式主要包括履帶式、多足式與輪式。履帶式與多足式移動能適應各種地形。多足式的越障能力使其可以在絕大多數地形中運行;而履帶式則在穩定性方面更勝一籌。輪式與其相比有很多不足，但在平滑的室內環境下輪式的速度與穩定性優勢更適合服務機器人的需求。輪式底盤根據輪子的數量與位置也有許多不同組成。三輪式底盤結構簡單，運行靈活自如，但穩定性不足，在速度過快及地形不平整的情況下容易發生側翻。四輪式底盤運行平穩，但在經過階梯形路面時，驅動輪易脫離地面，發生打滑;同時減震性能也較差。而多輪底盤結構復雜，制造困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種移動平穩、對地形適應力強、不易打滑的室內服務機器人的穩定移動平臺。
[0004]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:室內服務機器人的穩定移動平臺，包括底盤，設置在所述底盤上的驅動系統、電源系統、萬向輪系統、安裝板，所述電源系統包括蓄電池組，所述萬向輪系統包括至少四個萬向輪，所述安裝板設置在所述電源系統上方，所述安裝板通過安裝支架固定于所述底盤上表面，所述驅動系統包括至少兩組驅動輪機構，所述驅動輪機構包括驅動輪、連接所述驅動輪的驅動電機、與所述驅動電機固定連接的彈性懸掛系統;所述彈性懸掛系統包括固定安裝在所述安裝板下表面的楔形塊，所述楔形塊下表面兩端各設置有一導軌，所述導軌另一端通過固定塊固定在所述底盤下表面，所述導軌上由上而下設置有彈簧、滑動板、直線軸承，所述滑動板兩端各設置有一通孔，所述滑動板通過所述通孔穿設在兩根所述導軌上，所述彈簧上端固定連接在所述楔形塊、下端固定在所述滑動板上表面，所述直線軸承固定在所述滑動板下表面，所述驅動電機固定在所述滑動板下表面。
[0005]上述技術方案中，安裝板上表面用于安裝機器人的電氣控制系統;楔形塊的下表面為傾斜面，該傾斜面與安裝板下表面的夾角為5°至35°，優選為12°至30度，。底盤采用Q235-A鋼，具有良好的綜合力學性能
優選的技術方案，所述萬向輪上端設置有四個減震墊。
[0006]上述技術方案中，萬向輪通過螺釘固定在底盤的四角上，用于支撐整個機器人結構，方便轉向，每個萬向輪頂部設置有四個減震墊，用以緩沖和減少地形原因造成的沖擊與震動。
[0007]優選的技術方案，所述驅動輪通過連輪器與所述驅動電機連接。
[0008]優選的技術方案，所述蓄電池組由三個12V蓄電池串聯而成。
[0009]上述技術方案中，三個12V蓄電池串聯構成電壓為36V的電源系統，用以為整個機器人系統提供能源。三個蓄電池分別通過電池擋板固定于底盤上表面，且沿機器人前進方向呈對稱分布，將蓄電池組的重量均勻分布，保證底盤重心更加穩定。
[0010]優選的技術方案，所述安裝支架為均設在所述安裝板邊緣的安裝軸。
[0011]本發明的工作原理:
電源系統為驅動系統及機器人其他電氣系統功能，驅動電機驅動驅動輪向前行走或者后退，萬向輪用于轉彎及穩定底盤；當機器人底盤行走至有小坡度或者小障礙物的地方，驅動輪的前方先碰到小坡度或者小障礙物，由于彈性懸掛系統的設置，驅動輪突然抬升時，帶動滑動板向上抬升，壓縮彈簧，此時，底盤并沒有明顯的抬升；當機器人底盤行走至小凹坑的地方，驅動輪的前方先進入凹坑，由于彈性懸掛系統的設置，驅動輪突然下降時，帶動滑動板向下運動，拉伸彈簧，此時，底盤沒有明顯的下降，這兩種情況下，驅動輪與地面有充分的接觸，具有良好的抓地能力，包裝機器人運行穩定可靠不打滑。
[0012]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
1、本發明的彈性懸掛系統在保證了室內服務機器人的穩定移動平臺在具備良好的運動速度與轉彎性能的同時，在經過小臺階或者小凹陷的高度差時能有良好的自調節適應能力，能有效地解決地形造成的問題，保證機器人整體再移動過程的穩定可靠，同時減少在遇到高度差時造成的震動；
2、本發明萬向輪上的減震墊能吸收一定量的震動力，能夠使室內服務機器人的穩定移動平臺在移動時更加穩定；
3、本發明彈性懸掛系統中的楔形塊的傾斜面的傾斜角度根據平均障礙物的高度及驅動輪的輪徑算出，傾斜面的安裝使驅動輪越過障礙物時，直線軸承的滑動更加平滑，提高了減震效果，同時能延長直線軸承的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例一的結構示意圖；
圖2為本發明實施例一彈性懸掛系統結構示意圖；
圖3為本發明實施例一萬向輪結構示意圖；
圖4為本發明實施例一電源系統結構示意圖。
[0014]其中:1、底盤;2、安裝板;3、萬向輪;4、驅動輪;5、驅動電機;6、彈性懸掛系統;7、楔形塊;8、導軌;9、固定塊；10、彈簧；11、滑動板；12、直線軸承；13、減震墊；14、蓄電池；15、安裝軸。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
實施例一:
如圖1-4所示，室內服務機器人的穩定移動平臺，包括底盤I，設置在底盤I上的驅動系統、電源系統、萬向輪系統、安裝板2，電源系統包括蓄電池組，萬向輪系統包括四個萬向輪3，安裝板2設置在電源系統上方，安裝板2通過四根安裝軸15固定于底盤I上表面，驅動系統包括至少兩組驅動輪機構，驅動輪機構包括驅動輪4、連接驅動輪4的驅動電機5、與驅動電機5固定連接的彈性懸掛系統6;彈性懸掛系統6包括固定安裝在安裝板2下表面的楔形塊7，楔形塊7下表面兩端各設置有一導軌8，導軌8另一端通過固定塊9固定在底盤I下表面，導軌8上由上而下設置有彈簧10、滑動板11、直線軸承12，滑動板11兩端各設置有一通孔，滑動板11通過通孔穿設在兩根導軌8上，彈簧10上端固定連接在楔形塊7、下端固定在滑動板11上表面，直線軸承12固定在滑動板11下表面，驅動電機5固定在滑動板11下表面。
[0016]驅動輪4通過連輪器與驅動電機5連接。安裝板2上表面用于安裝機器人的電氣控制系統。底盤I上設置有供彈性懸掛系統6及驅動輪4穿過的通孔，楔形塊7的下表面為傾斜面，該傾斜面與安裝板2下表面的夾角為12°至30度。底盤I采用Q235-A鋼，具有良好的綜合力學性能
萬向輪3通過螺釘固定在底盤I的四角上，用于支撐整個機器人結構，方便轉向，每個萬向輪3頂部設置有四個減震墊13，用以緩沖和減少地形原因造成的沖擊與震動。
[0017]蓄電池組由三個12V蓄電池14串聯而成。
[0018]三個12V蓄電池14串聯構成電壓為36V的電源系統，用以為整個機器人系統提供能源。三個蓄電池14分別通過電池擋板固定于底盤I上表面，且沿機器人前進方向呈對稱分布，將蓄電池組的重量均勻分布，保證底盤I重心更加穩定。
[0019]本實施例的使用方法:
電源系統為驅動系統及機器人其他電氣系統功能，驅動電機5驅動驅動輪4向前行走或者后退，萬向輪3用于轉彎及穩定底盤I;當機器人底盤I行走至有小坡度或者小障礙物的地方，驅動輪4的前方先碰到小坡度或者小障礙物，由于彈性懸掛系統6的設置，驅動輪4突然抬升時，帶動滑動板11向上抬升，壓縮彈簧10，此時，底盤I并沒有明顯的抬升；當機器人底盤I行走至小凹坑的地方，驅動輪4的前方先進入凹坑，由于彈性懸掛系統6的設置，驅動輪4突然下降時，帶動滑動板11向下運動，拉伸彈簧10，此時，底盤I沒有明顯的下降，這兩種情況下，驅動輪4與地面有充分的接觸，具有良好的抓地能力，包裝機器人運行穩定可靠不打滑。
【主權項】
1.一種室內服務機器人的穩定移動平臺，包括底盤(I)，設置在所述底盤(I)上的驅動系統、電源系統、萬向輪系統、安裝板(2)，所述電源系統包括蓄電池組，所述萬向輪系統包括至少四個萬向輪(3)，所述安裝板(2)設置在所述電源系統上方，所述安裝板(2)通過安裝支架固定于所述底盤(I)上表面，其特征在于:所述驅動系統包括至少兩組驅動輪機構，所述驅動輪機構包括驅動輪(4)、連接所述驅動輪(4)的驅動電機(5)、與所述驅動電機(5)固定連接的彈性懸掛系統(6);所述彈性懸掛系統(6)包括固定安裝在所述安裝板(2)下表面的楔形塊(7)，所述楔形塊(7)下表面兩端各設置有一導軌(8)，所述導軌(8)另一端通過固定塊(9)固定在所述底盤(I)下表面，所述導軌(8)上由上而下設置有彈簧(10)、滑動板(11)、直線軸承(12)，所述滑動板(11)兩端各設置有一通孔，所述滑動板(11)通過所述通孔穿設在兩根所述導軌(8)上，所述彈簧(10)上端固定連接在所述楔形塊(7)、下端固定在所述滑動板(11)上表面，所述直線軸承(12)固定在所述滑動板(11)下表面，所述驅動電機(5)固定在所述滑動板(11)下表面。2.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人的穩定移動平臺，其特征在于:所述萬向輪(3)上端設置有四個減震墊(13)。3.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人的穩定移動平臺，其特征在于:所述驅動輪(4)通過連輪器與所述驅動電機(5)連接。4.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人的穩定移動平臺，其特征在于:所述蓄電池組由三個12V蓄電池(14)串聯而成。5.根據權利要求1所述的一種室內服務機器人的穩定移動平臺，其特征在于:所述安裝支架為均設在所述安裝板(2)邊緣的安裝軸(15)。
【文檔編號】B60G13/02GK106004312SQ201610488062
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】胡海燕
【申請人】蘇州斯銳奇機器人有限公司