一种可折叠的机器人四轮车的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种可折叠的机器人四轮车。

背景技术：

四轮车结构多为底盘不能折叠和底盘能够折叠两种类型，目前底盘折叠的主要作用是缩小占用空间体积，便于放置。底盘能折叠及不能折叠的四轮车能代步行走，并能承载一定的重量的货物，但是在人步行此类四轮车是只能靠人力推着前行，并且折叠状态下不能承载任何重物，使用空间有限。

因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的可折叠的机器人四轮车。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种可折叠的机器人四轮车。机器人四轮车底盘在展开状态时用做代步车，可以在道路上行走并承载一定重量的货物；折叠状态时可以承载重物，在失电时可以推动把手前行；底盘在展开和折叠两种状态下，机器人四轮车均有自动跟随、伴随行走，并带有自动避障功能。

本发明提供了下述方案：

一种可折叠的机器人四轮车，其特征在于：包括把手总成、折叠装置、两个轮毂电机、至少四个超高频无线电测距基站、至少四个超声波探头和控制装置，

所述把手总成包括两个万向轮、角度调节板、横梁、把手支杆、把手、把手转接轴、转接轴支座、轴承、扭簧拨动板及扭簧、连接柱、电位器支座、电位器和前支撑；各所述万向轮对称设置在所述横梁上，所述角度连接板固设在所述横梁的上表面中部，所述把手支杆与所述角度连接板连接，并通过定位销定位；所述转接轴支座与所述把手支杆固定，所述把手转接轴通过所述轴承与所述转接轴支座转动连接，所述把手与所述把手转接轴固定，所述扭簧拨动板与所述转接轴支座铰接，所述扭簧设置在所述把手转接轴和所述扭簧拨动板之间；所述电位器支座通过所述连接柱与所述转接轴支座固定，所述电位器设置在所述把手转接轴和所述电位器支座之间，并分别与所述把手转接轴和所述电位器支座固定；所述前支撑的一端与所述横梁固定，所述前支撑的另一端与所述折叠装置固定；

所述控制装置包括数据处理模块、超高频无线电定位模块、超声避障模块、和运动控制模块，所述超高频无线电定位模块、所述超声避障模块和所述运动控制模块分别与所述数据处理模块电连接，所述超高频无线定位模块分别与各所述超高频无线电测距基站电连接，所述超声避障模块分别与各所述超声波传感器电连接，所述运动控制模块分别与各所述轮毂电机电连接，所述数据处理模块与所述电位器电连接；

各所述驱动电机分别与所述折叠装置固定；各所述超高频无线电测距基站分别设置在所述横梁和所述折叠装置上，并与所述所述横梁和所述折叠装置固定；各超声波传感器分别设置在所述横梁和所述折叠装置上，并与所述所述横梁和所述折叠装置固定；所述控制装置设置在所述折叠装置上，并与所述折叠装置固定。

优选地，所述折叠装置包括前踏板总成、座椅底架总成、后踏板总成和连杆总成；

所述前踏板总成包括第一连接件、水平锁紧销和第一固定架，所述第一连接件对称设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；所述水平锁紧销设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；

所述座椅底架总成包括滑杆、底架、第三连接件和折叠锁销，所述滑杆的两端分别与所述底架固定，所述第三连接件对称设置在所述底架上，并与所述底架固定，所述折叠锁销与所述底架固定；所述底架上设有与所述水平锁紧销相配合的锁销孔；

所述后踏板总成包括第二固定架、第二连接件、与所述滑杆滑动连接的滑套、与所述折叠锁销钩相配合的折叠锁销钩和支撑杆，所述第二连接件对称设置在与所述第二固定架上，并与所述第二固定架固定；所述支撑杆与所述第二固定架转动连接，所述滑套与所述支撑杆转动连接，所述折叠锁销钩固设在所述滑套上；

所述连杆总成包括第一连杆、连杆固定架和第二连杆，所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端与所述连杆固定架铰接；所述第一连杆的另一端与所述第一固定架铰接，所述第二连杆的另一端与所述第二固定架铰接；所述连杆固定架与所述底架滑动连接；

所述第一连接件和所述第二连接件与所述第三连接件铰接；所述前踏板总成通过第一连接件和第二连接件与所述后踏板总成转动连接，所述前踏板总成通过所述第一连接件和所述第三连接件与所述座椅底架总成转动连接，所述后踏板总成通过所述第二连接件和所述第三连接件与所述座椅底架总成转动连接，并通过所述支撑杆与所述座椅底架总成连接；

当所述折叠装置处于水平状态时，所述水平锁紧销与所述锁销孔固定，将所述前踏板总成与所述座椅底架总成锁死；

当所述折叠装置处于折叠状态时，所述折叠锁销与所述折叠锁销钩固定，将所述后踏板总成与所述座椅底架总成锁死。

优选地，所述前踏板总成还包括第四连接件，所述第四连接件设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端与所述连杆固定架铰接，所述第一连杆的另一端与所述第四连接架铰接。

优选地，所述后踏板总成还包括固定支座和支座板，所述固定支座与所述第二固定架固定，所述支座板设置在所述固定支座上，并与所述固定支座固定；所述第二连杆的一端和所述第一连杆的一端与所述连杆固定架铰接，所述第二连杆的另一端与所述支座板铰接。

优选地，所述座椅底架总成还包括导轨和滑块，所述导轨与所述底架固定，所述滑块与所述导轨滑动连接；所述连杆固定架设置在所述滑块上，并与所述滑块固定。

优选地，所述座椅底架总成还包括支撑梁，所述支撑梁的两端分别与所述底架固定。

优选地，所述座椅底架总成还包括第一滑杆支座和第二滑杆支座，所述第一滑杆支座和所述第二滑杆支座均设置在所述底架上，并分别与所述底架固定；所述滑杆的两端分别与所述第一滑杆支座和所述第二滑杆支座固定。

优选地，所述折叠锁销的数量为两个，各所述折叠锁销对称设置在所述第二滑杆支座的两侧，并分别与所述第二滑杆支座固定。

优选地，所述水平锁紧销的数量为两个，各所述水平锁紧销对称设置在所述第一固定架上。

优选地，所述连杆总成的数量为两个，各所述连杆总成对称设置在所述座椅底架总成的两侧。

本发明产生的有益效果：

本发明所公开的可折叠的机器人四轮车，通过设置折叠装置，实现了底盘的折叠，拓展了使用空间；通过设置轮毂电机，实现了差速控制，减小了转弯半径，增强了机器人四轮车运动的灵活性；通过设置超高频无线电定位模块和超声避障模块，具有自动跟随、伴随及检测障碍物的功能，增强了出行的便捷性；同时，该机器人四轮车小车体积小、结构简洁、实用性高。

附图说明

图1为本发明的可折叠的机器人四轮车的结构示意图(水平状态)；

图2为本发明的折叠装置的折叠状态结构示意图；

图3为本发明的前踏板总成的结构示意图；

图4为本发明的座椅底架总成的结构示意图；

图5为本发明的后踏板总成的结构示意图；

图6为本发明的连杆总成的结构示意图；

图7为本发明的把手总成的结构示意图；

图8为本发明的可折叠的机器人四轮车的结构示意图(折叠状态)；

图9为本发明的测距基站的位置示意图；

图10为本发明的超声波传感器的位置示意图；

图11为本发明的控制装置的系统框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1和图8所示，一种可折叠的机器人四轮车，其特征在于：包括把手总成5、折叠装置6、两个轮毂电机7、至少四个超高频无线电测距基站8、至少四个超声波探头9和控制装置，

参见图7所示，所述把手总成包括两个万向轮901、角度调节板902、横梁903、把手支杆904、把手905、把手转接轴906、转接轴支座907、轴承908、扭簧拨动板及扭簧909、连接柱910、电位器支座911、电位器912和前支撑913；各所述万向轮对称设置在所述横梁上，所述角度连接板固设在所述横梁的上表面中部，所述把手支杆与所述角度连接板连接，并通过定位销定位；所述转接轴支座与所述把手支杆固定，所述把手转接轴通过所述轴承与所述转接轴支座转动连接，所述把手与所述把手转接轴固定，所述扭簧拨动板与所述转接轴支座铰接，所述扭簧设置在所述把手转接轴和所述扭簧拨动板之间；所述电位器支座通过所述连接柱与所述转接轴支座固定，所述电位器设置在所述把手转接轴和所述电位器支座之间，并分别与所述把手转接轴和所述电位器支座固定；所述前支撑的一端与所述横梁固定，所述前支撑的另一端与所述折叠装置固定；

参见图11所示，所述控制装置包括数据处理模块、超高频无线电定位模块、超声避障模块、和运动控制模块，所述超高频无线电定位模块、所述超声避障模块和所述运动控制模块分别与所述数据处理模块电连接，所述超高频无线定位模块分别与各所述超高频无线电测距基站电连接，所述超声避障模块分别与各所述超声波传感器电连接，所述运动控制模块分别与各所述轮毂电机电连接，所述数据处理模块与所述电位器电连接；

参见图1、图9和图10所示，各所述驱动电机分别与所述折叠装置固定；各所述超高频无线电测距基站分别设置在所述横梁和所述折叠装置上，并与所述所述横梁和所述折叠装置固定；各超声波传感器分别设置在所述横梁和所述折叠装置上，并与所述所述横梁和所述折叠装置固定；所述控制装置设置在所述折叠装置上，并与所述折叠装置固定。

本实施例中所示可折叠的机器人四轮车，通过设置折叠装置，实现了底盘的折叠，拓展了使用空间；通过设置轮毂电机，实现了差速控制，减小了转弯半径，增强了机器人四轮车运动的灵活性；通过设置超高频无线电定位模块和超声避障模块，具有自动跟随、伴随及检测障碍物的功能，增强了出行的便捷性；同时，该机器人四轮车小车体积小、结构简洁、实用性高。

参见图2所示，所示折叠装置包括前踏板总成1、座椅底架总成2、后踏板总成3和连杆总成4；所述连杆总成的数量为两个，各所述连杆总成对称设置在所述座椅底架总成的两侧。

参见图3所示，所述前踏板总成包括第一连接件101、水平锁紧销103和第一固定架102，所述第一连接件对称设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；所述水平锁紧销设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；

参见图4所示，所述座椅底架总成包括滑杆201、底架203、第三连接件204和折叠锁销207，所述滑杆的两端分别与所述底架固定，所述第三连接件对称设置在所述底架上，并与所述底架固定，所述折叠锁销与所述底架固定；所述底架上设有与所述水平锁紧销相配合的锁销孔；

参见图5所示，所述后踏板总成包括第二固定架303、第二连接件304、与所述滑杆滑动连接的滑套305、与所述折叠锁销钩相配合的折叠锁销钩306和支撑杆307，所述第二连接件对称设置在与所述第二固定架上，并与所述第二固定架固定；所述支撑杆与所述第二固定架转动连接，所述滑套与所述支撑杆转动连接，所述折叠锁销钩固设在所述滑套上；

参见图6所示，所述连杆总成包括第一连杆401、连杆固定架402和第二连杆403，所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端与所述连杆固定架铰接；所述第一连杆的另一端与所述第一固定架铰接，所述第二连杆的另一端与所述第二固定架铰接；所述连杆固定架与所述底架滑动连接。

本实施例中所述第一连接件和所述第二连接件与所述第三连接件铰接；所述前踏板总成通过第一连接件和第二连接件与所述后踏板总成转动连接，所述前踏板总成通过所述第一连接件和所述第三连接件与所述座椅底架总成转动连接，所述后踏板总成通过所述第二连接件和所述第三连接件与所述座椅底架总成转动连接，并通过所述支撑杆与所述座椅底架总成连接；当所述折叠装置处于水平状态时，所述水平锁紧销与所述锁销孔固定，将所述前踏板总成与所述座椅底架总成锁死；当所述折叠装置处于折叠状态时，所述折叠锁销与所述折叠锁销钩固定，将所述后踏板总成与所述座椅底架总成锁死。

参见图3所示，所述前踏板总成还包括第四连接件104，所述第四连接件设置在所述第一固定架上，并与所述第一固定架固定；所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端与所述连杆固定架铰接，所述第一连杆的另一端与所述第四连接架铰接；所述水平锁紧销的数量为两个，各所述水平锁紧销对称设置在所述第一固定架上。

参见图5所示，所述后踏板总成还包括固定支座301和支座板302，所述固定支座与所述第二固定架固定，所述支座板设置在所述固定支座上，并与所述固定支座固定；所述第二连杆的一端和所述第一连杆的一端与所述连杆固定架铰接，所述第二连杆的另一端与所述支座板铰接。

参见图4和图2所示，所述座椅底架总成还包括导轨204和滑块208，所述导轨与所述底架固定，所述滑块与所述导轨滑动连接；所述连杆固定架设置在所述滑块上，并与所述滑块固定；所述座椅底架总成还包括支撑梁209，所述支撑梁的两端分别与所述底架固定。

参见图5所示，所述后踏板总成还包括支撑块308，所述支撑块设置在所述第二固定架上，并与第二固定架固定，用于当所述折叠装置处于水平状态时对所述座椅底架的支撑。

参见图4所示，所述座椅底架总成还包括第一滑杆支座205和第二滑杆支座206，所述第一滑杆支座和所述第二滑杆支座均设置在所述底架上，并分别与所述底架固定；所述滑杆的两端分别与所述第一滑杆支座和所述第二滑杆支座固定；所述折叠锁销的数量为两个，各所述折叠锁销对称设置在所述第二滑杆支座的两侧，并分别与所述第二滑杆支座固定。

本实施例中所述折叠装置，通过设置水平锁紧销和折叠锁销，在展开、折叠状态时均有锁紧，并且锁紧均对称布置，提高了底盘的安全系数，防止了误操作对人体的伤害，而且在运动过程中，所述折叠装置稳定性强；通过连杆总成与座椅底架总成联动，能够实现座椅底架总成平行抬升。

本实施例的所示折叠装置的基本工作原理为：在展开状态下，所述前踏板总成与所述后踏板总成通过座椅底架总成上的第三连接件连接限位并保持水平，并且通过水平锁紧销锁紧使其在展开状态时不发生折叠；在折叠状态下，拉动所述前踏板总成，所述连杆总成联动，并推动所述座椅底架总成使其平行抬升，所述滑套在所述座椅底架总成的所述滑杆上滑动，所述后踏板总成上的支撑杆在滑套的牵引下相对铰接轴转动，当折叠到设计角度时所述折叠锁紧销自动锁紧，保证折叠状态稳定，并能承受一定的重量，当需要恢复水平状态时手动打开折叠锁紧销使其恢复到水平状态，所述水平锁紧销自动锁紧。

本实施例中所述折叠装置的所述前踏板总成与所述后踏板总成通过连接件连接限位；在水平状态下，通过所述水平锁紧销锁紧保证底盘的稳定性。所述水平锁紧销在底盘两边对称布置，防止对某一锁紧销误动作时底盘折叠，两锁紧销同时打开时底盘折叠；折叠过程中连杆总成支撑座椅底架总成联动，使其平行抬升；折叠到设计角度时，所述滑套两侧的折叠锁紧销自动锁紧。所述折叠锁紧销在滑套两边对称布置，防止对某一锁紧销误动作时底盘折叠失效，两锁紧销同时打开时底盘恢复到展开状态；折叠状态时，支撑杆与水平面的夹角为85°,受力稳定。

本实施例中所述机器人四轮车在使用过程中分为三种工作状态：

1)驾驶状态：人坐在机器人四轮车座椅向前行驶，当需要转弯时转动把手方向完成转弯动作。把手与电位器固连，把手转动，同时电位器输出转角信号给控制器，控制两个轮毂电机差速转动，进而驱动四轮车完成转弯动作。

2)推行状态：机器人四轮车底盘可以折叠，在折叠状态下可以承载重物，同时把手可以调整方向，在失电状态下便于推行。

3)自动伴随、跟随状态：机器人四轮车处于上电状态，底盘展开或折叠时小车均能自动伴随、跟随人行走，并且可以轻松避开障碍物。

本实施例中跟随伴随通过超高频无线电定位模块实现。超高频无线电定位模块包括由四个测距基站组成，每个测距基站都能够测量自己和被跟随者的距离，结合测距基站的几何分布和三角定位远离，可以实现对跟随者的定位，进而完成跟随的运动控制，所述超高频无线定位模块与所述移动标签电连接，所述移动标签设置在被跟随的目标体上；自主避障采用超声测距的方式探测障碍，如果在运动方向上超声探测到障碍物，则会完成相应避障动作。

本实施例中所述机器人四轮车的基本工作原理为：底盘展开状态：水平锁紧销锁紧折叠机构处于水平状态，保证车体运行过程中的底盘的稳定。驾驶时，四轮车可直行，当需要转弯时，把手转动带动电位器联动，电位器输出信号给控制器，控制两个轮毂电机差速转动进而实现机器人四轮车转弯；底盘折叠状态：折叠锁紧销锁紧折叠机构处于折叠状态，保证车体承载重物时折叠机构的稳定。调整把手到合适角度，使推行时省力、舒适。

本实施例中所述轮毂电机与折叠装置连接，以保证轮毂电机的安装精度；机器人四轮车底盘采用折叠装置，并且水平、折叠状态均有锁紧，运动过程中折叠装置稳定性强。在展开状态下，展开锁紧销在底盘两边对称布置，防止对某一锁紧销误动作时底盘折叠，两锁紧销同时打开时底盘折叠；折叠状态下，折叠锁紧销在滑套两边对称布置，防止对某一锁紧销误动作时底盘折叠失效，两锁紧销同时打开时底盘恢复到展开状态。并且，展开锁紧销和折叠锁紧销在锁紧位置均是自动锁紧。机器人四轮车采用轮毂电机差速控制，减小了转弯半径，使其更适用于在狭小的空间内行走，进一步拓展了使用空间。机器人四轮车可以自动跟随、伴随行走，并有检测障碍物的功能，增强了出行的自由空间和便捷性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。