移动式底盘、机器人及自动售卖机的制作方法

本实用新型涉及智能机器领域，尤其涉及用于智能机器行走的底盘，以及安装有该底盘的机器人、自动售卖机。

背景技术：

目前移动机器人大致分为全向移动式底盘和差速转向式底盘。其中差速转向式底盘结构简单、驱动效率高、控制难度低、越障能力强，因而得到了广泛的应用。现有差速转向式底盘一般将两个驱动轮分别布置在底盘中心两侧，并在底盘前后各布置一个或多个从动的万向脚轮。上述万向脚轮可以沿其安装轴自由旋转，万向脚轮的轮心布置在其安装轴线的后方，其间距通常为脚轮半径。这样布置便于万向脚轮自动旋转至底盘运动方向，并随时与之保持一致。通过上述描述可知万向脚轮沿安装轴360度旋转时占用的空间等效于半径4r、高2r的圆柱体。

上述底盘布置方案有以下几个不足之处：

(1)在移动底盘从前进状态转换为后退状态的过程中，万向脚轮将沿其安装轴随机旋转 180度。其外在表现为机器人整体发生了小幅度的不可控扭动，导致其小范围运动精度低、视觉观感差。

(2)由于万向脚轮布置在底盘前后，跨越障碍物时，万向脚轮受限接触障碍物。设驱动轮提供的驱动力为F，万向脚轮承受的重力为G，万向脚轮半径为r，可跨越障碍物极限高度为 h，可得：可知障碍物极限高度h与万向脚轮半径r成正比。由于万向脚轮沿安装轴360度旋转时占用的空间等效于半径4r、高2r的圆柱体。因此底盘越障要求越高，万向脚轮占用空间越大，对底盘及其他零部件的布置设计影响越大。

(3)设底盘中心到其边缘的长度为R，从动的万向脚轮半径为r，万向脚轮安装轴与底盘中心距离为L。在万向脚轮占用空间不超出底盘边缘的前提下，可得：L≤R-2r。结合上述第二点不足可知，底盘越障要求越高，万向脚轮安装距离越小，底盘整体稳定性越差。

(4)由于万向脚轮可以沿其安装轴自由旋转，当遇到与底盘前进方向呈较小夹角的长条形障碍物时，万向脚轮极有可能被动旋转至障碍物方向，从而完全失去越障能力。

因此，应对现有的差速转向式底盘进行改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术的弊端，本实用新型主要的目的是提供一种全新的移动式底盘，使底盘体具有较大的零部件布置空间，减小从动轮对底盘零部件布局的影响，同时提高底盘的越障能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：移动式底盘，包括底盘体、驱动轮和从动轮，所述的驱动轮为两个，分别安装于所述底盘体的左右两侧，所述的从动轮包括两个全向轮，两个全向轮分别安装于所述底盘体的前后两侧，且全向轮的轴心与所述驱动轮的轴心相平行。即，驱动轮和全向轮均呈纵向布置。

进一步的，所述的驱动轮配置有能使驱动轮保持贴地状态的压紧装置。

进一步的，所述的压紧装置包括第一固定座、第二固定座、弹簧和活动杆件；所述的第一固定座和第二固定座均固定于所述的底盘体上，且分别位于所述驱动轮一侧的两端；所述的活动杆件铰接于所述的第二固定座上，活动杆件的一端与所述的驱动轮固定连接，另一端与所述弹簧的一端连接；所述弹簧的另一端连接于所述的第一固定座上，且弹簧呈拉伸状态。

进一步的，所述的活动杆件包括一体成型的L形部和折向部，所述L形部的端部与所述弹簧的一端连接，所述的折向部相对于L形部向底盘体的外侧凸出并固定于所述驱动轮内侧的轴心附近。

进一步的，所述的全向轮安装于底盘体上的耳座上。

进一步的，所述底盘体的底面与所述全向轮最低点之间的高度差为25-35mm。

进一步的，所述底盘体的底面与所述全向轮最低点之间的高度差为31mm。

进一步的，所述的两个驱动轮可分别由两组驱动机构驱动实现差速转向。

本实用新型还提供了一种机器人，包括移动式底盘，所述的移动式底盘为上述的移动式底盘。

本实用新型还提供了一种自动售卖机，包括移动式底盘，所述的移动式底盘为上述的移动式底盘。

本实用新型的移动式底盘采用差速转向式设计，两个驱动轮分别布置在底盘体的两侧，并在底盘体前后各纵向布置一个从动的全向轮，具有如下有益效果：(1)由于全向轮无需沿其安装点旋转，其占用空间即为其原本体积，因此，其安装距离L≤R-r，其中，R为底盘中心到其边缘的长度，r为从动轮(此处即为全向轮)的半径，L为从动轮安装轴与底盘中心的距离；因此，相比前述现有技术的L≤R-2r，当R的值一定时，为保证足够的L值，可以尽量增大从动轮的半径r，由此，可以在保证底盘体及其零部件有充足的布置空间(该空间主要由L决定)的前提下，增大全向轮的半径r，以提高底盘的越障能力，注，从动轮的半径越大，底盘的越障能力相应地也会越强；(2)纵向固定的全向轮接触到小夹角长条形障碍物时也不会发生被动偏转的现象，进一步提高了底盘的越障能力和适应能力；(3)在弹簧弹性恢复力的作用下，铰接的活动杆件由于与驱动轮固定，因此始终会对驱动轮施加一个下压的作用力，当翻越障碍物时，即使底盘体翘起，驱动轮仍然能保持下压状态，与地面相贴，保证了底盘能继续行走。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2的A-A向视图；

图4是实施例1中全向轮的外形图；

图中标记为：1-底盘体，2-驱动轮，3-全向轮，4-压紧装置，11-耳座，12-缺口，21- 驱动轮的轴心，31-全向轮的轴心，32-轮盘，33-滚子，331-内圈滚子，332-外圈滚子，41- 第一固定座，42-第二固定座，43-弹簧，44-活动杆件，441-L形部，442-折向部。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2、图3及图4所示，本实施例的移动式底盘，包括底盘体1、驱动轮2和从动轮。所述的驱动轮2为两个，分别安装于所述底盘体1的左右两侧；所述的从动轮包括两个全向轮3(Omni wheel)，两个全向轮3分别安装于所述底盘体1的前后两侧，且全向轮的轴心31与所述驱动轮的轴心21相平行。

如图4所示，所述的全向轮3(Omni wheel)，由一个轮盘32和固定在轮盘32外周的若干滚子33构成，轮盘轴心同滚子轴心垂直，轮盘绕轴心转动，滚子依次与地面接触，并可绕自身轴心自由转动。优选地，轮辐上的滚子33分为内圈滚子331和外圈滚子332，内外圈都可以绕与轮盘轴心垂直的滚子轴心转动，且内外圈的滚子互相错开布置，这样既保证了在轮盘32滚动时同地面的接触点高度不变，避免底盘的振动，同时也保证了在任意位置都可以实现沿与轮盘轴心平行的方向自由滚动，即侧向移动。

所述的两个驱动轮2可分别由两组驱动机构驱动实现差速转向。

在一种实施方式中，所述的全向轮3安装于底盘体1上的耳座11上。优选地，本实施例选用直径为102mm的全向轮，该全向轮3安装后，其最低点与底盘体1底面之间的高度差为 31mm。

注，从动轮的安装需要在底盘体1开设相应的缺口12，且从动轮的上半部会穿过底盘体 1，如图1、2和3所示，因此缺口12越大，底盘体1上零部件的布置空间就越有限。本实施例由于从动的全向轮3不会绕其安装轴旋转，因此，其安装距离L≤R-r(其中，R为底盘中心到其边缘的长度，r为全向轮的半径，L为全向轮安装轴与底盘中心的距离)，当底盘体1 的大小一定时(即R值一定)，为保证底盘体1有足够的零部件布置空间(即保证L值足够大)，相较于现有技术的L≤R-2r而言，本实施例可以尽量的增大全向轮的半径r，而全向轮的半径r越大，底盘的越障能力也会相应地越强。

由于，越障时底盘体1可能会翘起，因此为了保证翘起后的底盘还能行走无碍，在本实施例的一个实施方式中还配置了一种能使驱动轮2保持贴地状态的压紧装置4。

所述的压紧装置4包括第一固定座41、第二固定座42、弹簧43和活动杆件44；所述的第一固定座41和第二固定座42均固定于所述的底盘体1上，且分别位于所述驱动轮2一侧的两端；所述的活动杆件44铰接于所述的第二固定座42上，活动杆件44的一端与所述的驱动轮2固定连接，另一端与所述弹簧43的一端连接；所述弹簧43的另一端连接于所述的第一固定座41上，且弹簧43呈拉伸状态。优选地，所述的活动杆件44包括一体成型的L形部 441和折向部442，所述L形部441的端部与所述弹簧43的一端连接，所述的折向部442相对于L形部441向底盘体1的外侧凸出并固定于所述驱动轮2内侧的轴心附近。

实施例2：

本实施例提供了一种机器人，其包括移动式底盘，该移动式底盘为实施例1所述的移动式底盘。

实施例3：

本实施例提供了一种自动售卖机，其包括移动式底盘，该移动式底盘为实施例1所述的移动式底盘。