一种移动机器人底盘及全向移动机器人的制作方法

本发明涉及移动机器人技术领域，特别涉及一种移动机器人底盘及全向移动机器人。

背景技术：

随着制造业的不断发展，自动化搬运输送设备将朝着智能化和信息化的方向发展。目前使用的全向移动机器人，大多为麦克纳姆轮和电机构成底盘轮系作为驱动力，以带动机器人作全向移动，但此种驱动方式是直接通过电机来驱动麦克纳姆轮转动，采用这种驱动方式电机在启动或停止的过程中移动机器人会出现明显的振动，使搬运的货物向前或向后滑动，从而偏离移动机器人的重心而使货物掉落，同时现有的全向移动机器人大多采用磁条导航，难以实现机器人的智能移动和自动避障，而且还不具备顶升功能。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种移动机器人底盘及全向移动机器人。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种移动机器人底盘，包含防护架、底板、支撑板、第一连接组件、第二连接组件、第一驱动组件及第二驱动组件；

所述防护架的顶面与所述底板的底面固定连接，所述底板的顶面与所述支撑板固定连接；

所述第一连接组件位于防护架内侧并固定在底板底面右端，所述第二连接组件位于防护架内侧并固定在底板底面左端；

所述第一驱动组件位于防护架内侧的右端并所述第一连接组件固定连接，所述第二驱动组件位于防护架内侧的左端并与所述第二连接组件固定连接。

在上述方案中，所述第一连接组件包含一个第一上连接板及两个相同的第一下连接板，两个所述第一下连接板镜像对称设置在第一上连接板的底部，并与第一上连接板的底部固定连接；

所述第二连接组件包含一个第二上连接板、一个第二下连接板、一根连接轴及四个相同的固定块，其中两个所述固定块设置在第二上连接板的左右两侧并与第二上连接板固定连接，另外两个固定块设置在第二下连接板的左右两侧并与第二下连接板固定连接；

所述第二上连接板上的两个固定块与所述第二下连接板上的两个固定块通过连接轴转动连接，且所述第二上连接板上的两个固定块均位于所述第二下连接板上的两个固定块内侧、并一一对应贴合；

所述连接轴的两端分别伸出第二下连接板上两个固定块的外侧端面，在所述连接轴的每个伸出端均各卡接有一个卡簧；

所述第一上连接板及第二上连接板均对应与底座的底面固定连接，所述第一下连接板对应与第一驱动组件固定连接，所述第二下连接板对应与第二驱动组件固定连接。

在上述方案中，在所述第一上连接板的左右两侧各设有一个向下延伸的侧壁，两个所述第一下连接板镜像对称设置在两个侧壁之间，且每个所述第一下连接板的两侧端面分别对应与两个侧壁的内侧面相抵；

在所述第二上连接板的左右两侧对称设有四个第一卡槽，在所述第二下连接板的左右两侧设有与所述第一卡槽相对应的四个第二卡槽，在每个所述固定块的一端均设有与所述第一卡槽及第二卡槽相匹配的凸起；

其中，与所述第二上连接板连接对应的两个固定块分别通过其上的凸起对应与第二上连接板左右两侧上的第一卡槽相卡接；

其中，与第二下连接板连接对应的两个固定块分别通过其上的凸起对应与第二下连接板左右两侧上的第一卡槽相卡接。

在上述方案中，所述第一驱动组件及第二驱动组件均包含有一个连接底板，在每个所述连接底板的前后两侧均各固定连接有一个彼此相互错位的带轮连接板，在每个所述带轮连接板上均开设有两个用于连接的通孔；

每个所述带轮连接板上的两个通孔，其中一个通孔与一个转轴支撑座连接，另一个通孔与一个减速箱连接；

两个带轮连接板上的转轴支撑座彼此相对，且每个所述转轴支撑座均对应与一个麦克纳姆轮组件连接；

两个带轮连接板上的减速箱彼此错开，且每个减速箱的输出端均对应与一个小带轮固定连接，输入端均对应与一个电机连接；

所述第一连接组件上的第一下连接板对应与第一驱动组件上的连接底板固定连接，所述第二连接组件上的第二下连接板对应与第二驱动组件上的连接底板固定连接。

在上述方案中，每个所述麦克纳姆轮组件均包含有一个转轴，在每个所述转轴的一端固定有一个大带轮，另一端固定有一个麦克纳姆轮，在所述转轴上且位于所述大带轮和麦克纳姆轮之间还依次套设有第一挡环、第一轴承、第二挡环及第二轴承，在所述第一挡环上还套设有一个固定圆盘，且所述固定圆盘靠设在第一轴承的端面。

在上述方案中，每个所述转轴均包含圆盘连接头及阶梯轴，每个所述圆盘连接头一端对应与一个所述麦克纳姆轮的轮轴固定连接，另一端对应与阶梯轴固定连接；

每个所述阶梯轴一端对应与一个圆盘连接头固定连接，另一端穿过大带轮对应与一个转轴支撑座连接；

所述第一挡环、第一轴承、第二挡环及第二轴承依次套设在阶梯轴上，并位于圆盘连接头与大带轮之间。

在上述方案中，每个所述第一挡环的一侧端面对应与所述第一轴承的轴承内圈相抵，另一侧端面对应所述大带轮的端面相抵，每个所述第二挡环的一侧端面对应与所述第一轴承的轴承内圈相抵，另一侧端面对应与所述第二轴承的内圈端面相抵。

在上述方案中，每个所述大带轮均通过一条皮带同与之相对应的带轮连接板上的小带轮传动连接。

在上述方案中，在每个所述大带轮上设有若干个第一轮齿，在每个所述小带轮上设有若干个与所述第一轮齿相匹配的第二轮齿，在每条所述皮带的内侧表面设有若干个与所述第一轮齿及第二轮齿相匹配的第三轮齿，每个所述大带轮和小带轮通过其上对应的第一轮齿和第二轮齿与皮带上的第三轮齿相互啮合传动连接。

一种全向移动机器人，包含外壳、运动控制器、顶升装置、超声波雷达、激光雷达装置、语音播报盒及移动机器人底盘；

所述外壳包含外壳侧板及外壳盖板，所述外壳侧板通过设置在底板上的若干连接件与底板的顶面固定连接，所述外壳盖板固定在外壳侧板的顶部；

所述运动控制器设置在外壳内部并固定在支撑板的顶面，所述顶升装置设置在外壳内部并固定在底板的顶面；

在所述外壳侧板以及防护架四周均设有若干个超声波雷达，每个所述超声波雷达均对应与外壳侧板及防护架固定连接；

所述语音播报盒嵌设在外壳侧板左侧；

所述激光雷达装置设置在外壳内部相对于语音播报盒的另一侧，并固定在底座的顶面；

所述顶升装置、超声波雷达、激光雷达装置及语音播报盒还分别与运动控制器电连接，所述运动控制器与设置在外壳内部的蓄电池电连接；

所述顶升装置包含顶升油缸、从动顶升机构、顶升固定板及顶升板；

所述顶升油缸及从动顶升机构的数量均为两个，两个所述顶升油缸及从动顶升机构均呈对角相对设置，每个所述顶升油缸的固定端均通过一个第一垫块与所述底板的顶面固定连接，每个所述从动顶升机构的固定端均通过一个第二垫块与所述底板的顶面固定连接，每个所述顶升油缸的伸缩端及每个所述从动顶升机构的伸缩端均通过一个连接头与顶升固定板的底面固定连接；

所述顶升固定板位于所述外壳盖板的盖板通孔中，且顶升固定板的顶面与所述外壳盖板的顶面平齐；

所述顶升板固定在顶升固定板的顶面并位于外壳盖板的顶部；

每个所述从动顶升机构均包含一个杆套及一个滑杆，每个所述杆套均对应与一个第二垫块固定连接，每个所述滑杆的一端均通过一个连接头与顶升固定板的底面固定连接，另一端依次穿设在杆套、第二垫块及底板所对应的通孔中；

所述激光雷达装置包含一个激光雷达、一个激光雷达固定板、两个高度调节板及一个底座连接板；

所述底座连接板固定在所述底座顶面上，两个高度调节板设置在所述底座连接板与底座之间，每个所述高度调节板的顶部均与底座连接板底面固定连接，底部均与底座的顶面相抵，所述激光雷达设置在两个高度调节板之间，并通过激光雷达固定板与两个高度调节板竖向滑移配合连接；

还包含两个二维码读码器，其中一个二维码读码器位于底板下方的中部，并通过第一支架与底板的底面固定连接，另一个二维码读码器位于底板上方、顶升固定板下方的中部，并通过第二支撑架与顶升固定板的底面固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)麦克纳姆轮采用皮带传动的方式进行驱动，由于皮带具有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，使全向移动机器人的运动更加平稳，确保了货物在搬运过程中的稳定性和可靠性。

(2)全向移动机器人采用超声波雷达和激光雷达相结合而构成的自动避障系统，提高了全向移动机器人探测障碍物的精度及可靠性，避免了因探测距离的限制和环境的影响而导致无法准确探知障碍物进行自动避障的缺陷。

(3)在全向移动机器人上设置顶升装置，以方便机器人将货物运送到目的地后进行托举堆码，同时顶升装置采用顶升油缸作为动力输出原件，其输出力较大、运动平稳缓和。

附图说明

图1为本发明移动机器人底盘的整体结构示意图；

图2为本发明移动机器人底盘的爆炸示意图；

图3为图2中第一连接件的结构示意图；

图4为图2中第二连接件的爆炸示意图；

图5为图2中驱动组件的爆炸示意图；

图6为图5中麦克纳姆轮组件的部分爆炸示意图；

图7为图5中麦克纳姆轮组件的爆炸示意图；

图8为图5中大小带轮与皮带的啮合示意图；

图9为本发明全向移动机器人的整体结构示意图；

图10为本发明全向移动机器人爆炸示意图；

图11为图9中顶升装置结构示意图；

图12为图9中激光雷达装置的结构示意图。

图中：1、防护架；2、底板；3、支撑板；4、第一连接组件；4.1、第一上连接板；4.1a、侧壁；4.2、第一下连接板；5、第二连接组件；5.1、第二上连接板；5.1a、第一卡槽；5.2、第二下连接板；5.2a、第二卡槽；5.3、连接轴；5.4、固定块；5.4a、凸起；5.5、卡簧；6、第一驱动组件；6.1、连接底板；6.2、带轮连接板；6.2a、通孔；6.3、转轴支撑座；6.4、麦克纳姆轮组件；6.41、转轴；6.41a、圆盘连接头；6.41b、阶梯轴；6.42、大带轮；6.42a、第一轮齿；6.43、麦克纳姆轮；6.44、第一挡环；6.45、第一轴承；6.46、第二挡环；6.47、第二轴承；6.48、固定圆盘；6.5、减速箱；6.6、小带轮；6.6a、第二轮齿；6.7、电机；6.8、皮带；6.8a、第三轮齿；7、第二驱动组件；8、外壳；8.1、外壳侧板；8.2、外壳盖板；9、运动控制器；10、顶升装置；10.1、顶升油缸；10.1a、第一垫块；10.1b、连接头；10.2、从动顶升机构；10.21、杆套；10.22、滑杆；10.2a、第二垫块；10.3、顶升固定板；10.4、顶升板；11、超声波雷达；12、激光雷达装置；12.1、激光雷达；12.2、激光雷达固定板；12.3、高度调节板；12.4、底座连接板；13、语音播报盒；14、连接件；15、二维码读码器；15.1、第一支架；15.2、第二支架。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，为本发明提供的移动机器人底盘的一种实施例，包含防护架1、底板2、支撑板3、第一连接组件4、第二连接组件5、第一驱动组件6及第二驱动组件7，其中：

防护架1的顶面与底板2的底面固定连接，底板2的顶面与支撑板3固定连接；

第一连接组件4位于防护架1内侧并固定在底板2底面右端，第二连接组件5位于防护架1内侧并固定在底板2底面左端；

第一驱动组件6位于防护架1内侧的右端并所述第一连接组件4固定连接，第二驱动组件7位于防护架1内侧的左端并与第二连接组件5固定连接。

第一连接组件4包含一个第一上连接板4.1及两个相同的第一下连接板4.2，在第一上连接板4.1的左右两侧各设有一个向下延伸的侧壁4.1a，两个第一下连接板4.2镜像对称设置在两个侧壁4.1a之间，且每个第一下连接板4.2的两侧端面分别对应与两个侧壁4.1a的内侧面相抵；

第二连接组件5包含一个第二上连接板5.1、一个第二下连接板5.2、一根连接轴5.3及四个相同的固定块5.4，在第二上连接板5.1的左右两侧对称设有四个第一卡槽5.1a，在第二下连接板5.2的左右两侧设有与第一卡槽5.1a相对应的四个第二卡槽5.2a，在每个固定块5.4的一端均设有与第一卡槽5.1a及第二卡槽5.2a相匹配的凸起5.4a；

其中，与第二上连接板5.1连接对应的两个固定块5.4分别通过其上的凸起5.4a对应与第二上连接板5.1左右两侧上的第一卡槽5.1a相卡接；

其中，与第二下连接板5.2连接对应的两个固定块5.4分别通过其上的凸起5.4a对应与第二下连接板5.2左右两侧上的第一卡槽5.1a相卡接；

第二上连接板5.1上的两个固定块5.4与第二下连接板5.2上的两个固定块5.4通过连接轴5.3转动连接，且第二上连接板5.1上的两个固定块5.4均位于第二下连接板5.2上的两个固定块5.4内侧、并一一对应贴合；

连接轴5.3的两端分别伸出第二下连接板5.2上两个固定块5.4的外侧端面，在连接轴5.3的每个伸出端均各卡接有一个卡簧5.5；

第一上连接板4.1及第二上连接板5.1均对应与底座2的底面固定连接，第一下连接板4.2对应与第一驱动组件6固定连接，第二下连接板5.2对应与第二驱动组件7固定连接。

如图5所示，第一驱动组件6及第二驱动组件7均包含有一个连接底板6.1，在每个连接底板6.1的前后两侧均各固定连接有一个彼此相互错位的带轮连接板6.2，在每个带轮连接板6.2上均开设有两个用于连接的通孔6.2a；

每个带轮连接板6.2上的两个通孔6.2a，其中一个通孔6.2a与一个转轴支撑座6.3连接，另一个通孔6.2a与一个减速箱6.5连接；

两个带轮连接板6.2上的转轴支撑座6.3彼此相对，且每个转轴支撑座6.3均对应与一个麦克纳姆轮组件6.4连接；

两个带轮连接板6.2上的减速箱6.5彼此错开，且每个减速箱6.5的输出端均对应与一个小带轮6.6固定连接，输入端均对应与一个电机6.7连接；

第一连接组件4上的第一下连接板4.2对应与第一驱动组件6上的连接底板6.1固定连接，所述第二连接组件5上的第二下连接板5.2对应与第二驱动组件7上的连接底板6.1固定连接。

如图6和图7所示，每个麦克纳姆轮组件6.4均包含有一个转轴6.41，每个转轴6.41均包含圆盘连接头6.41a及阶梯轴6.41b，每个圆盘连接头6.41a一端对应与一个所述麦克纳姆轮6.43的轮轴固定连接，另一端对应与阶梯轴6.41b固定连接；

每个阶梯轴6.41b一端对应与一个圆盘连接头6.41a固定连接，另一端穿过大带轮6.42对应与一个转轴支撑座6.3连接；

在阶梯轴6.41b上还依次套设有第一挡环6.44、第一轴承6.45、第二挡环6.46及第二轴承6.47，每个第一挡环6.44的一侧端面对应与第一轴承6.45的轴承内圈相抵，另一侧端面对应大带轮6.42的端面相抵，每个第二挡环6.46的一侧端面对应与第一轴承6.45的轴承内圈相抵，另一侧端面对应与第二轴承6.47的内圈端面相抵，在第一挡环6.44上还套设有一个固定圆盘6.48，且固定圆盘6.48靠设在第一轴承6.45的端面。

如图8所示，每个大带轮6.42均通过一条皮带6.8同与之相对应的带轮连接板6.2上的小带轮6.6传动连接，在每个大带轮6.42上设有若干个第一轮齿6.42a，在每个小带轮6.6上设有若干个与第一轮齿6.42a相匹配的第二轮齿6.6a，在每条皮带6.8的内侧表面设有若干个与第一轮齿6.42a及第二轮齿6.6a相匹配的第三轮齿6.8a，每个大带轮6.42和小带轮6.6通过其上对应的第一轮齿6.42a和第二轮齿6.6a与皮带6.8上的第三轮齿6.8a相互啮合传动连接。

如图1、图9和图10所示，为本发明提供的全向移动机器人的一种实施例，包含外壳8、运动控制器9、顶升装置10、超声波雷达11、激光雷达装置12、语音播报盒13及移动机器人底盘，其中：

外壳8包含外壳侧板8.1及外壳盖板8.2，外壳侧板8.1通过设置在底板2上的4个连接件14与底板2的顶面固定连接，外壳盖板8.2固定在外壳侧板8.1的顶部；

运动控制器9设置在外壳8内部并固定在支撑板3的顶面，顶升装置10设置在外壳8内部并固定在底板2的顶面；

在外壳侧板8.1的前后两侧面上个设有2个超声波雷达11，在防护架1的前后侧面各设有1个超声波雷达11，左右两侧面各设有2个超声波雷达11，每个超声波雷达11均对应与外壳侧板8.1及防护架1固定连接；

语音播报盒11嵌设在外壳侧板8.1左侧；

激光雷达装置12设置在外壳8内部相对于语音播报盒11的另一侧，并固定在底座2的顶面；

顶升装置10、超声波雷达11、激光雷达装置12及语音播报盒11还分别与运动控制器7电连接，运动控制器7与设置在外壳8内部的蓄电池电连接(图中未示出)。

如图11所示，顶升装置10包含顶升油缸10.1、从动顶升机构10.2、顶升固定板10.3及顶升板10.4；

顶升油缸10.1及从动顶升机构10.2的数量均为两个，两个顶升油缸10.1及从动顶升机构10.2均呈对角相对设置，每个顶升油缸10.1的固定端均通过一个第一垫块10.1a与底板2的顶面固定连接，每个从动顶升机构10.2的固定端均通过一个第二垫块10.2a与底板2的顶面固定连接，每个顶升油缸10.1的伸缩端及每个从动顶升机构10.2的伸缩端均通过一个连接头10.1b与顶升固定板10.3的底面固定连接；

顶升固定板10.3位于外壳盖板8.2的盖板通孔8.2a中，且顶升固定板10.3的顶面与外壳盖板8.2的顶面平齐；

顶升板10.4固定在顶升固定板10.3的顶面并位于外壳盖板8.2的顶部；

每个从动顶升机构10.2均包含一个杆套10.21及一个滑杆10.22，每个所述杆套10.21均对应与一个第二垫块10.2a固定连接，每个滑杆10.22的一端均通过一个连接头10.1b与顶升固定板10.3的底面固定连接，另一端依次穿设在杆套10.21、第二垫块10.2a及底板2所对应的通孔中；

在底板2下方的中部设有一个二维码读码器15，并通过第一支架15.1与底板2的底面固定连接，在底板2上方、顶升固定板10.3下方的中部设有另一个二维码读码器15，并通过第二支撑架15.2与顶升固定板10.3的底面固定连接。

如图12所示，激光雷达装置12包含一个激光雷达12.1、一个激光雷达固定板12.2、两个高度调节板12.3及一个底座连接板12.4；

底座连接板12.4固定在底座2顶面上，两个高度调节板12.3设置在底座连接板12.4与底座2之间，每个高度调节板12.3的顶部均与底座连接板12.4底面固定连接，底部均与底座2的顶面相抵，激光雷达12.1设置在两个高度调节板12.3之间，并通过激光雷达固定板12.2与两个高度调节板12.3竖向滑移配合连接。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明的说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接应用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。