一种四轮机器人底盘和机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请属于用于两个或多个弹性悬挂车轮的互连系统技术领域，属于IPC分类体系的B60G 21/00分类号，特别是涉及多种四轮机器人底盘和一种应用了上述底盘的机器人。
【背景技术】
[0002]目前，由于机器人运行时大多需要配合传感器执行动作，为了传感器能够得到车体真实的数据，必须使车体的运动与真实情况相同，这样车体必须是刚性的，但对于户外相对恶劣的地形情况下刚性车架基本不具备很好的抗颠簸效果。而对于在地面上平稳移动，基本上大家采用以下几种方法:1，加避震系统。问题是响应带来的抖动很大，就像自行车经过多年的演化，避震装置也还是没有能在自行车上普及，原因就在于抖动特别大。2，加智能检测系统以抵消震动。带来的问题是成本特别高，就像星球探测车一样，运动速度缓慢，成本居高不下。3，采用履带式结构，对于环境有一定的要求，危险性比较大，容易在履带和轮子间夹杂物体。
[0003]中国专利CN 103029539 A(公开日2013.4.10)公开了一种被动自适应六轮全地形移动机器人，左、右前平行四边形摇臂，后平行四边形摇臂和主车体四个部分，其连接方式为:两个前平行四边形摇臂分别与主车体前面的两个L形支撑板铰接，后平行四边形摇臂与主车体后面的L形支撑板铰接。但是该机器人仍然是基于三轮车结构为主体的六轮车结构，每对车轮仍然是通过平行四边形的摇臂结构安装在三轮车的车轮位置，如果遇到较小的障碍物，每对车轮中的一个抬起之后，另一个会相对的下降，不会对整车的稳定构成太大的影响。但是，如果遇到较大的障碍物，这个障碍物有可能同时将每一对车轮的两个车轮都抬起来的，将会使两个车轮、连接两个车轮的平行四边形摇臂机构、以及机器人的安装该对车轮的部分都抬高，机器人的底盘也会因此而发生倾斜。机器人运动的稳定性也会因此而受到影响。
【发明内容】
[0004]本发明为克服现有技术中存在的技术问题而提供四轮机器人底盘和应用了上述四轮机器人底盘的机器人，该底盘能使底盘本体适应地面同时使本体相对地面形成刚性结构，避免底盘本体的抖动。
[0005]—种四轮机器人底盘，包括底盘本体、第一杆和第二杆，第一杆和第二杆的两端分别安装有车轮，第一杆的中部通过平面铰接的方式与底盘本体连接，第二杆的中部通过平面铰接的方式与底盘本体连接，第一杆的一端通过五自由度连接的方式与第三杆连接，第三杆通过五自由度连接的方式与第二杆连接，第三杆通过平面铰接的方式与底盘本体连接。
[0006]通过第三杆将两侧的侧悬挂装置联系起来，可以将利用2侧的悬挂装置共同承担一侧的车轮高低变化，也可以降低车辆重心的变化幅度。
[0007]优选的技术方案，其附加特征在于:第一杆与第三杆的连接中，限制运动的方向垂直于第一杆或第三杆；且第二杆与第三杆的连接中，限制运动的方向垂直于第二杆或第三杆。
[0008]进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于:第一杆的一端与第三杆的一端形成球面高副；第二杆的一端与第三杆的另一端形成球面高副。
[0009]由于第二杆、第一杆的端点与第三杆形成了球面高副，可以避免第一、二杆的端点在旋转运动时，因为第一、二杆的长度无法延长而造成的影响运动自由度的问题。
[0010]再进一步优选的技术方案，其附加特征在于:第一杆上以轴向固定的方式设有第一球，第三杆上设有第一球滑槽，第三杆处于第一平面内，且第一平面不垂直于第一杆，第一球在第一球滑槽内万向转动同时在第一平面内滑动；
[0011 ] 第二杆上以轴向固定的方式设有第二球，第三杆上设有第二球滑槽，第三杆处于第二平面内，且第二平面不垂直于第二杆，第二球在第二球滑槽内万向转动同时在第二平面内滑动。
[0012]当各个车轮相对于底盘本体相对上下摆动时，每侧的悬挂装置通过球作用于球滑槽，使球滑槽上下摆动，2个球滑槽固定在第三杆的两端，第三杆通过支点铰接在底盘本体上，实现了底盘本体不会绕支点和支点连续转动。而且在任意特定地形，底盘本体的位置是刚性且唯一的。
[0013]再进一步优选的技术方案，其附加特征在于:第三杆上以轴向固定的方式设有第一球，第一杆上设有第一球滑槽，第一杆处于第一平面内，且第一平面不垂直于第三杆，第一球在第一球滑槽内万向转动同时在第一平面内滑动；
[0014]第三杆上以轴向固定的方式设有第二球，第二杆上设有第二球滑槽，第二杆处于第二平面内，且第二平面不垂直于第三杆，第二球在第二球滑槽内万向转动同时在第二平面内滑动。该技术方案也可以实现与上一个技术方案相同的技术效果。
[0015]进一步优选的技术方案，其附加特征在于:第一杆上以轴向滑动的方式设有第一球，第三杆上设有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽内万向转动同时滑动，滑动的方向与第二杆平行；
[0016]第二杆上以轴向滑动的方式设有第二球，第三杆上设有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽内万向转动同时滑动，滑动的方向与第三杆平行。该技术方案也可以实现与上一个技术方案相同的技术效果。
[0017]进一步优选的技术方案，其附加特征在于:第三杆上以轴向滑动的方式设有第一球，第一杆上设有第一球滑槽，第一球在第一球滑槽内万向转动同时滑动，滑动的方向与第一杆平行；
[0018]第三杆上以轴向滑动的方式设有第二球，第二杆上设有第二球滑槽，第二球在第二球滑槽内万向转动同时滑动，滑动的方向与第二杆平行。该技术方案也可以实现与上一个技术方案相同的技术效果。
[0019]优选的技术方案，其附加特征在于:第一杆的一端与第四杆球面铰接，第四杆还与第三杆的一端球面铰接；第二杆的一端与第五杆球面铰接，第五杆还与第三杆的另一端球面铰接。
[0020]本方案通过2个球面铰接和一根杆的形式，将第一侧悬挂装置、第二侧悬挂装置分别与第三杆实现5自由度的连接，稳定性和耐用性提高。
[0021]—种四轮机器人底盘，包括底盘本体、第一杆和第二杆，第一杆和第二杆的两端分别安装有车轮；第一杆的一端与第三杆的一端球面铰接，第二杆的一端与第三杆的另一端球面铰接；第一杆的另一端与第四杆球面铰接，第二杆的另一端与第四杆的另一端球面铰接；第一杆的中部、第二杆的中部、第三杆的中部、第四杆的中部通过与设置于底盘本体上的转轴轴向滑动、轴向旋转安装的方式与底盘本体连接。
[0022]本技术方案也可以取得与上个技术方案相同的技术效果。
[0023]一种使用了上述四轮机器人底盘的机器人。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例1的四轮机器人底盘的结构示意图；
[0025]图2是本发明实施例2的四轮机器人底盘的结构示意图；
[0026]图3是本发明实施例3的四轮机器人底盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下:
[0028]实施例1:
[0029]图1是本发明实施例1的四轮机器人底盘的结构示意图，其中，各个附图标记表示含义如下；
[0030]1是第一球，2是第一杆前端，3是第一球滑槽，4是第三杆，5是底盘本体，6是第三杆中部，7是第二杆前端，8是第二球，9是第二球滑槽，10是底盘本体与第一杆铰接点，11是第一杆后端，12是第一杆，13是底盘本体与第二杆铰接点，14是第二杆后端，15是第二杆，
[0031]—种四轮机器人底盘，包括底盘本体5、第一杆12和第二杆15，第一杆前端2、第二杆前端7、第一杆后端11和第二杆后端14分别安装有车轮，第一杆12的中部通过平面铰接的方式与底盘本体5连接，第二杆15的中部通过平面铰接的方式与底盘本体5连接，第三杆中部6通过平面铰接的方式与底盘本体5连接。
[0032]第一杆12上以轴向固定的方式设有第一球1，第三杆4上设有第一球滑槽3，第三杆4处于第一平面内，且第一平面不垂直于第一杆12，第一球1可以在第一球滑槽3内万向转动，同时在第一平面内进行二维的移动。在这种连接方式中，因为第一杆12上的第一球1只是被限定在第一平面内的，除此以外，第一杆12相对于第三杆4的其余的5个自由度均是不受限制的，所以称之为“第一杆12的一端通过五自由度连接的方式与第三杆4连接”。
[0033]第二杆15上以轴向固定的方式设有第二球8，第三杆4上设有第二球滑槽9，第三杆4处于第二平面内，且第二平面不垂直于第二杆15，第二球8在第二球滑槽9内万向转动同时在第二平面内滑动。在这种连接方式中，因为第二杆15上的第二球8只是被限定在第二平面内的，除此以外，第二杆15相对于第三杆4的其余的5个自由度均是不受限制的，所以称之为“第二杆15的一端通过五自由度连接的方式与第三杆4连接”。
[0034]当各个车轮相对于底盘本体相对上下摆动时，第一杆12和第三杆4的角度发生改变，所以第一杆12上的第一球1也在第一球滑槽3内转动，同时，由于第一杆12由水平状态变成倾斜状态，而第一球1在第一杆12上的轴向位置没有发生改变，所以这就需要第一球12在与第三杆4相交的位置上发生移动。同理，第三杆中部6与第一球之间的距离也会增大，所以第一球1也会在第一球滑槽3内沿远离第三杆中部6