行走装置及机器人的制作方法

本实用新型涉及智能设备技术领域，特别是涉及一种行走装置及机器人。

背景技术：

目前，采用机器人取代人力手动劳作已然成为各行各业的发展趋势，不仅大幅降低了企业用工成本，同时提高了生产效率和产品质量。这其中，根据不同行业领域划分，机器人可以分为服务机器人、清洁机器人、建筑机器人等。以服务机器人为例，其较多的应用场合为餐厅，可实现自动传菜、点单、结账、解答顾客疑问等工作内容。通常服务机器人包括底盘，安装在底盘上的机器人主体，以及安装在底盘的前侧的扫描雷达构成，扫描雷达用于探测周边环境形貌和地貌，以为机器人行走路径规划、避障等提供支撑。

然而，由于现有的服务机器人中扫描雷达是设置在底盘的前侧的，导致位于扫描雷达后侧的机器人主体会对扫描雷达后方的视野造成遮挡，导致扫描雷达无法有效检测机器人后方的环境情况，影响机器人正常后退移动，致使存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种行走装置及机器人，旨在解决现有技术视野被遮挡而影响检测能力的问题。

一方面，本申请提供一种行走装置，所述行走装置包括：

移动底盘；

支撑件，所述支撑件设置于所述移动底盘上，且所述支撑件还用于与机器人主体连接，使得所述机器人主体能够与所述移动底盘之间形成环向敞口设置的避空腔；及

扫描雷达，所述扫描雷达设置于所述移动底盘上并位于所述避空腔内。

上述方案的行走装置应用装备于机器人中，具体用于与机器人主体组装连接，使机器人具备行走能力，此外还能够使扫描雷达的探测视野开阔无遮挡，保证机器人能够可靠移动，消除潜在安全隐患。具体而言，安装时，机器人主体通过预设的支撑件与移动底盘组装连接，此时机器人主体与移动底盘之间可形成环向敞口设置的避空腔，如此一来，当将扫描雷达安装于该避空腔内后，扫描雷达可实现360°几乎无遮挡全视野探测，也即可对机器人前后左右任意方位的环境情况和地形地貌完成探测，从而能够规划出行进路径，实现避障行走，极大地保障了机器人的移动可靠性，消除了因扫描雷达部分方位视野被遮挡而潜在的安全隐患。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述支撑件设置为至少两个，至少两个所述支撑件沿环向间隔设置于所述移动底盘的顶面靠近边缘处。

在其中一个实施例中，所述支撑件设置为四个且呈矩形分布，所述扫描雷达布置于四个所述支撑件的几何中心或靠近几何中心的位置。

在其中一个实施例中，所述行走装置还包括安装机构，所述扫描雷达通过所述安装机构设置于所述移动底盘上。

在其中一个实施例中，所述移动底盘设置为轮式底盘；所述扫描雷达设置为3d激光雷达。

此外，本申请还提供一种机器人，其包括：

摄像云台；

机器人主体，所述摄像云台设置于所述机器人主体上；及

如上所述的行走装置，所述机器人主体与所述支撑件连接。

在其中一个实施例中，所述摄像云台设置于所述机器人主体的顶部或靠近顶部的位置，所述支撑件设置为避震器。

在其中一个实施例中，所述避震器包括固定座、活动件和弹性抵压件，所述固定座转动设置于所述移动底盘上，所述活动件与所述固定座伸缩活动连接，且所述活动件还与所述机器人主体连接，所述弹性抵压件抵接于所述固定座与所述活动件之间。

在其中一个实施例中，所述机器人还包括第一铰座、第一铰轴、第二铰座和第二铰轴，所述第一铰座设置于所述移动底盘上，所述第一铰轴与所述固定座连接并转动设置于所述第一铰座上，所述第二铰座设置于所述机器人主体上，所述第二铰轴设置于所述活动件上并转动设置于所述第二铰座上。

在其中一个实施例中，所述机器人主体的外壁凹设有凹部，所述支撑件与所述凹部的数量和位置均适配，且所述支撑件一一对应的设置于所述凹部内。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例所述的机器人的结构示意图；

图2为图1的另一视角的结构示意图；

图3本实用新型一实施例所述的扫描雷达的工作原理图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为本实用新型一实施例所述的机器人的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

100、机器人；10、摄像云台；20、机器人主体；21、凹部；30、行走装置；31、移动底盘；32、支撑件；321、固定座；322、活动件；323、弹性抵压件；33、避空腔；34、扫描雷达；40、第一铰座；50、第一铰轴；60、第二铰座；70、第二铰轴。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，为本申请实施例提供的一种机器人100，根据实际需要其可以设置为适用于各行各业的各种机器人100设备。

例如该机器人100可以是服务机器人100，适用于餐厅、商场、超市、酒店等公共服务场所中，能够取代服务员或管理人员，与顾客之间进行物品传送、信息交互、销购交互等；或者，该机器人100还可以是建筑机器人100，适用于各种建筑施工场合中，能够取代施工人员、测量人员或施工管理人员，完成混凝土浇注、砂浆摊铺、瓷砖铺贴、腻子涂敷等各种施工作业内容等。

通常来讲，不论是各种机器人100，一般都包括：行走装置30、机器人主体20和摄像云台10，此外所述行走装置30包括：移动底盘31和扫描雷达34。

其中，移动底盘31可赋予机器人100行走能力，其提供机器人100移动所需的动力。机器人主体20通常安装在移动底盘31上，其为机器人100的主体结构，其上集成有控制器、电池、信息处理模组、终端执行模组等功能单元，使机器人100具备完成各种工作的能力。扫描雷达34通过安装在移动底盘31上，可对周边环境情况、地形地貌等进行探测并反馈数据给控制器，以对机器人100行走提供路径规划、障碍物避让等提供数据支撑。摄像云台10可进行信息记录，并与外界进行识别交互。

请继续参阅图1和图2，具体到本实施例中，机器人主体20安装在移动底盘31的上表面处；摄像云台10设置于机器人主体20上。此外，机器人100还包括支撑件32，所述支撑件32设置于所述移动底盘31上，且所述支撑件32还用于与机器人主体20连接，使得所述机器人主体20能够与所述移动底盘31之间形成环向敞口设置的避空腔33；所述扫描雷达34设置于所述移动底盘31上并位于所述避空腔33内。

可选地，本实施例中所述移动底盘31设置为轮式底盘；所述扫描雷达34设置为3d激光雷达。当然了，其他实施例中，移动底盘31还可以是履带式底盘、链轮式底盘等；扫描雷达34还可以是红外雷达、声光雷达等；具体可根据实际需要进行选择使用。

具体而言，本实施例中轮式底盘包括底盘本体、转向轮、驱动轮和驱动电机以及一些其他的辅助配件。其中底盘本体可作为轮式底盘的承载基体，用于装载驱动电机、驱动轮和转向轮等。底盘本体形成为盒或箱的结构，其内部采用密封腔设计，以避免机器人100工作于复杂恶略环境中时，外部雨雪、灰尘等容易侵入底盘本体内部而造成不利影响。驱动电机安装在底盘本体内部，其驱动轴穿过底盘本体的侧壁而伸出底盘本体并与驱动轮连接，从而使驱动轮能够获得动力，达到驱动机器人100行走的目的。

转向轮直接安装于底盘本体的底壁上，用于实现机器人100的转向。可选地，转向轮可以是但不限于万向轮。当然了，在其他实施例中，底盘本体上也可以不采用安装转向轮，而是在底盘上安装两组驱动电机与驱动轮，两个驱动轮分别布置在底盘本体的左右两侧，通过控制器控制两个驱动电机的转速不相同，使两个驱动轮形成差速旋转，也能够实现机器人100的转向操作。或者还可以将驱动电机和驱动轮变换为舵轮等集成了转向和动力的设备。

进一步地，轮式底盘上还包括顶撑液压缸和顶撑脚。机器人100行走时，顶撑液压缸的活塞杆回缩，顶撑脚远离地面设置。但当机器人100到达工作地点时，顶撑液压缸驱动活塞杆伸出，使顶撑脚撑住地面，从而可限制移动底盘31的自由度，保证机器人100在位稳固，以避免振动或非预期位移对机器人100工作精度造成影响。例如，对于执行打磨任务的建筑机器人100而言，若不设置顶撑液压缸和顶撑脚，当工作地点的地面存在斜度或凹凸不平时，机器人100极易发生振抖或者滑移，会严重影响打磨作业精度。

请继续参阅图3和图4，综上，实施上述实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的行走装置30应用装备于机器人100中，具体用于与机器人主体20组装连接，使机器人100具备行走能力，此外还能够使扫描雷达34的探测视野开阔无遮挡，保证机器人100能够可靠移动，消除潜在安全隐患。具体而言，安装时，机器人主体20通过预设的支撑件32与移动底盘31组装连接，此时机器人主体20与移动底盘31之间可形成环向敞口设置的避空腔33，如此一来，当将扫描雷达34安装于该避空腔33内后，扫描雷达34可实现360°几乎无遮挡全视野探测，也即可对机器人100前后左右任意方位的环境情况和地形地貌完成探测，从而能够规划出行进路径，实现避障行走，极大地保障了机器人100的移动可靠性，消除了因扫描雷达34部分方位视野被遮挡而潜在的安全隐患。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述支撑件32设置为至少两个，至少两个所述支撑件32沿环向间隔设置于所述移动底盘31的顶面靠近边缘处。如此，至少两个支撑件32可对机器人主体20形成多点支撑，对机器人主体20的支撑力分布更加均匀，不仅可提高机器人主体20与移动底盘31的连接强度，同时保证机器人主体20安装稳定，以减轻安装于机器人主体20上的摄像云台10受到的晃动干扰。

较佳地，在一些实施例中，所述支撑件32设置为四个且呈矩形分布，所述扫描雷达34布置于四个所述支撑件32的几何中心或靠近几何中心的位置。如此，四个支撑件32不仅可稳固提高机器人主体20的安装强度与稳定度，同时由于四个支撑件32分布在矩形的四个顶角处，此时并不会对扫描雷达34的前后左右四个正方位的视野造成遮挡，可使扫描雷达34充分发挥工作能力，有效探测周边环境情况及地形地貌，为机器人100可靠安全行进提供保证。

此外，由于此时四个支撑件32是布置在移动底盘31的顶面靠近边缘处的，且扫描雷达34布置在顶面的中心或靠近中心位置，此时能够保证扫描雷达34距离支撑件32距离最远，从而降低支撑件32对扫描雷达34探测视野的有效必要遮挡范围(可以理解的，所谓的有效必要遮挡范围是指由于支撑件32固有体积的存在，势必会对扫描雷达34造成一定的遮挡，只不过再将支撑件32尽可能远离扫描雷达34布置时，支撑件32能够遮挡住扫描雷达34的探测光线就越少)，进而更利于发挥扫描雷达34的探测能力。

在上述任一实施例的基础上，所述行走装置30还包括安装机构，所述扫描雷达34通过所述安装机构设置于所述移动底盘31上。如此，扫描雷达34可借助安装机构牢固安装在移动底盘31上。

具体而言，本实施例中安装机构可以是夹爪结构，夹爪结构预装在移动底盘31的顶面上，夹爪结构可卡持固定扫描雷达34或释放扫描雷达34。并且，为了避免因刚性夹持力过大而对扫描雷达34造成夹伤或刮伤，夹爪结构的卡腔内壁上安装有柔性垫。柔性垫例如为橡胶垫，通过橡胶垫与扫描雷达34直接接触便可有效避免上述问题发生。

或者，本实施例中安装机构还可以包括卡体和卡座，卡体和卡座的其中任一安装在移动底盘31和扫描雷达34的其中任一上，卡体和卡座的其中另一安装在移动底盘31与扫描雷达34的其中另一上，借助卡体与卡座可拆卸卡扣连接，便可方便、牢固的实现扫描雷达34与移动底盘31组装连接后拆分。

当然，当机器人100工作于平缓场地内时，安装机构也可以是粘接件，使得扫描雷达34可通过占解禁直接粘接固定在移动底盘31上。具体地，粘接件可以是但不限于胶水、双面胶、魔术贴等。

此外，在上述任一实施例的基础上，所述摄像云台10设置于所述机器人主体20的顶部或靠近顶部的位置，所述支撑件32设置为避震器。将摄像云台10布置在机器人主体20的顶部或靠近顶部的位置，可使摄像云台10的视野更加开阔，利于避开更多的潜在障碍物，使机器人100获得更开阔的移动视野。

但当此时，若行驶的地面存在坑洼不平时，机器人100容易产生振动，且振动会在机器人主体20的顶部被放大很多倍，导致摄像云台10产生剧烈抖动而导致拍摄图像的清晰度与品质，严重的会影响机器人100的正常工作。

针对于此，本实施例中通常将支撑件32优选为避震器，不仅可对机器人主体20的安装固定起到必要的支撑作用，同时避震器还可发挥优良的缓冲效能，减轻坑洼不平路面造成的机器人100振动，并进一步减轻振动对处于顶端的摄像云台10的抖动干扰。

具体而言，在一些实施例中，所述机器人主体20的外壁凹设有凹部21，所述支撑件32与所述凹部21的数量和位置均适配，且所述支撑件32一一对应的设置于所述凹部21内。

例如，避震器(即支撑件32)为四个，凹部21也为四个。通过同时安装四个避震器，四个避震器能够协同发挥缓冲减振效果，进一步保证机器人主体20通过坑洼不平路面时的平稳性，进而确保摄像云台10可靠工作。而进一步选择在机器人主体20上设计制作凹部21，并将支撑件32置于凹部21内，则有利于进一步减小机器人100的体积，实现小型化设计，使机器人100具备通过狭窄空间的能力，提升了机器人100的使用性能。

请继续参阅图5，具体地，在上述实施例中，所述避震器包括固定座321、活动件322和弹性抵压件323，所述固定座321转动设置于所述移动底盘31上，所述活动件322与所述固定座321伸缩活动连接，且所述活动件322还与所述机器人主体20连接，所述弹性抵压件323抵接于所述固定座321与所述活动件322之间。

可选地，弹性抵压件323设置为螺旋弹簧。当将螺旋弹簧抵接在固定座321与活动件322之间，且当机器人100产生振动时，伴随螺旋弹簧的伸缩形变对振动的抵消，活动件322可在固定座321上小幅度伸缩活动，从而使避震器在整体上发挥缓冲减振效能。

请继续参阅图5，进一步地，所述机器人100还包括第一铰座40、第一铰轴50、第二铰座60和第二铰轴70，所述第一铰座40设置于所述移动底盘31上，所述第一铰轴50与所述固定座321连接并转动设置于所述第一铰座40上，所述第二铰座60设置于所述机器人主体20上，所述第二铰轴70设置于所述活动件322上并转动设置于所述第二铰座60上。如此，可使固定座321相对移动底盘31发生旋转，同时使活动件322相对机器人主体20发生旋转，以避免刚性连接而存在干涉。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。