机器人底盘及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人底盘及包括该机器人底盘的机器人。


背景技术：

2.对于轮式机器人，底盘是整个系统的重要承载部件，底盘用于安装电池、控制主板、传动系统等部件，所以需要保证底盘部分具有一定的防护性能，具有较高的安全性，同时，也需要便于售后对底盘部分关键部件的安装与更换。然而，在现有技术中，常用的轮式移动机器人大多采用固定式底盘，底盘与机器人机身固定后固定在底盘上的零部件很难拆卸,给后期底盘部分的维修及重要零部件的更换带来不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的在于提出一种维修方便的机器人底盘。
4.本实用新型的另一个目的在于提出一种底盘方便维修的机器人。
5.为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种机器人底盘，包括：底盘、电池、底盘主板、电池安装架和主板安装架，所述电池通过所述电池安装架可拆卸地安装在所述底盘上，所述底盘主板设置在所述主板安装架上，所述主板安装架与所述底盘可拆卸连接。
7.在其中一个实施例中，所述电池安装架包括电池支撑板和后支架，所述电池支撑板设置在所述底盘上，所述电池支撑板于所述电池的一端套设于所述电池外侧，所述后支架于所述电池的另一端套设于所述电池的外侧，且所述后支架通过紧固件与所述底盘连接。
8.在其中一个实施例中，所述主板安装架包括主板支架和主板支撑板，所述主板支架设置在所述底盘上，所述主板支撑板通过紧固件与所述主板支架连接，所述底盘主板通过紧固件固定在所述主板支撑板上。
9.在其中一个实施例中，所述主板支架为拱形结构，所述主板支架与所述底盘围设形成用于所述电池穿过的电池通道。
10.在其中一个实施例中，所述机器人底盘还包括悬挂机构，所述悬挂机构包括悬臂支架、前悬臂和后悬臂，所述悬臂支架包括设置在所述底盘上表面上的上悬臂支架和设置在所述底盘下表面上的下悬臂支架，所述前悬臂一端与所述下悬臂支架转动连接，另一端与所述机器人底盘的前从动轮连接，所述后悬臂一端与所述上悬臂支架转动连接，另一端与所述机器人底盘的驱动轮连接。
11.在其中一个实施例中，所述悬挂机构还包括弹性减震元件，所述弹性减震元件一端与所述前悬臂连接，另一端与所述后悬臂连接。
12.在其中一个实施例中，所述机器人底盘还包括减震器，所述减震器设置在所述底盘上，且所述减震器与所述机器人底盘的后从动轮连接。
13.另一方面，本实用新型还提供一种机器人，包括机壳和如上述任一项所述的机器人底盘，所述机器人底盘连接至所述机壳下方。
14.在其中一个实施例中，所述机器人底盘位于所述机壳内的舱室底板下方，所述舱室底板与所述机壳可拆卸连接。
15.在其中一个实施例中，所述机壳上设置有维修盖，所述维修盖与所述电池的位置相对应。
16.上述的机器人底盘中，电池和底盘主板分别通过电池安装架和主板安装架可拆卸地安装在底盘上，通过设置与底盘可拆卸连接的电池安装架和主板安装架，既能够方便对电池和底盘主板进行拆卸维修或更换，方便对底盘进行维修操作，又能够保证电池和底盘主板等重要部件安装稳定可靠，可以有效的保护各部件，保证底盘的防护性能。
17.上述的机器人通过应用上述的机器人底盘，具有底盘维修方便的有益效果。
附图说明
18.图1是一个实施例中机器人的结构示意图；
19.图2是一个实施例中机器人取下舱室底板的结构示意图；
20.图3是一个实施例中机器人底盘的结构示意图；
21.图4是一个实施例中机器人底盘的部分结构示意图；
22.图5是一个实施例中机器人底盘的底部结构示意图。
23.附图标记说明：
24.10
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机壳，11
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舱室底板，20
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机器人底盘，21
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底盘，22
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电池，23
‑
底盘主板，241
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电池支撑板，242
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后支架，251
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主板支架，252
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主板支撑板，31
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前悬臂，311
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弯折悬臂，312
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固定板，32
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后悬臂，33
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上悬臂支架，34
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下悬臂支架，35
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弹性减震元件，36
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减震支架，40
‑
前从动轮，50
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驱动轮，60
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后从动轮，70
‑
减震器。
具体实施方式
25.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。
26.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。
27.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。
28.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。
29.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。
30.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。
31.本实施例公开一种机器人底盘20及包括该机器人底盘20的机器人，机器人可以但不局限于为配送机器人。如图1至图3所示，机器人包括机壳10和机器人底盘20，机器人底盘20连接至机壳10下方。其中，机器人底盘20包括底盘21、电池22、底盘主板23、电池安装架和主板安装架，电池22通过电池安装架可拆卸地安装在底盘21上，底盘主板23设置在主板安装架上，主板安装架与底盘21可拆卸连接。
32.上述的机器人及机器人底盘20中，电池22和底盘主板23分别通过电池安装架和主板安装架可拆卸地安装在底盘21上，通过设置与底盘21可拆卸连接的电池安装架和主板安装架，既能够方便对电池22和底盘主板23进行拆卸维修或更换，方便对底盘21进行维修操作，又能够保证电池22和底盘主板23等重要部件安装稳定可靠，可以有效的保护各部件，保证底盘21的防护性能。
33.在一个实施例中，电池安装架包括电池支撑板241和后支架242，电池支撑板241设置在底盘21上，电池支撑板241于电池22的一端套设于电池22外侧，后支架242于电池22的另一端套设于电池22的外侧，且后支架242通过紧固件与底盘21连接。具体地，电池支撑板241也通过紧固件固定在底盘21上，紧固件可以但不局限为螺丝，优选为m4
×
6内六角圆柱头机牙螺丝。电池22安装时，先将电池支撑板241用两颗m4
×
6内六角圆柱头机牙螺丝固定在底盘21上，然后，将电池22紧贴电池支撑板241放置在底盘21上，之后将后支架242套设于电池22外侧再用两颗m4
×
6内六角圆柱头机牙螺丝将后支架242固定在底盘21上即将电池22固定安装在底盘21上。当需要拆卸电池22时，将固定后支架242的两颗螺丝拧松取下后支架242后直接把电池22抽出即可，电池22拆装操作简单方便。
34.进一步地，在一个实施例中，机壳10上设置有维修盖，维修盖与电池22的位置相对应。具体地，维修盖可通过铰链可开合地设置在机壳10上，也可通过卡接或螺栓紧固等方式可拆地设置在机壳10上，通过设置维修盖能够进一步方便底盘21与机壳10组装后对底盘21进行电池22维护或更换操作。当需要拆卸电池22时，先打开维修盖，再拧掉固定后支架242
的两颗螺丝取下后支架242后即可把电池22抽出以进行维护或更换新的电池22。
35.在一个实施例中，主板安装架包括主板支架251和主板支撑板252，主板支架251设置在底盘21上，主板支撑板252通过紧固件与主板支架251连接，底盘主板23通过紧固件固定在主板支撑板252上。具体地，主板支架251也通过紧固件固定在底盘21上，紧固件可以但不局限为螺丝，优选包括m4
×
8的十字盘头机牙螺丝和m3
×
6的内六角圆柱头机牙螺丝。底盘主板23安装时，先将主板支架251用四颗m4
×
8的十字盘头机牙螺丝固定在底盘21上，然后，将两个底盘主板23分别用四颗m3
×
6的内六角圆柱头机牙螺丝固定在主板支撑板252上；之后将主板支撑板252用两颗m4
×
8内六角圆柱头机牙螺丝固定在主板支架251上即完成底盘主板23安装。当需要拆卸或更换底盘主板23时，只需要拧掉固定主板支撑板252的两颗螺丝，即可将底盘主板23和主板支撑板252取下，再把底盘主板23从主板支撑板252上拆卸下来即可，底盘主板23拆装操作简单方便。
36.本实施例中，主板支架251为拱形结构，主板支架251与底盘21围设形成用于电池22穿过的电池通道。本实施例中，主板支架251采用拱形结构，主板支架251跨过电池22设置在底盘21上，一方面有助于提高电池22的安装稳定性，另一方面实现了底盘主板23和电池22上下叠加布置，有利于节省安装空间。进一步地，主板支撑板252采用双层结构实现两块底盘主板23上下叠加安装，能够进一步节省安装空间。
37.如图1、图2所示，机壳10内设置有舱室底板11，机器人底盘20安装后位于机壳10内的舱室底板11下方，机壳10内可以设置为单舱室或多舱室，当机壳10内设置多舱室时，机器人底盘20位于最底层舱室底板11的下方。本实施例中，舱室底板11与机壳10可拆卸连接，舱室底板11与机壳10可以但不局限于通过紧固件连接，紧固件优选为m4
×
8的十字盘头机牙螺丝。当需要拆卸或更换底盘主板23时，只需打开机器人下舱室底板11，拧掉固定主板支撑板252的两颗螺丝取出主板支撑板252，再把底盘主板23从主板支撑板252上拆卸下来即可。具体地，先拧掉用于固定下舱室底板11的两颗m4
×
8的十字盘头机牙螺丝，拆掉机壳10上的下舱室底板11；然后，拧掉两颗m4
×
8的内六角圆柱头机牙螺丝，并拆除底盘主板23上的线束，取出底盘主板23及主板支撑板252，最后，把底盘主板23从主板支撑板252上拆卸下来便可以对底盘主板23进行维修或更换。
38.如图3至图5所示，在一个实施例中，机器人底盘20还包括悬挂机构，悬挂机构包括悬臂支架、前悬臂31和后悬臂32，悬臂支架包括设置在底盘21上表面上的上悬臂支架33和设置在底盘21下表面上的下悬臂支架34，前悬臂31一端与下悬臂支架34转动连接，另一端与机器人底盘20的前从动轮40连接，后悬臂32一端与上悬臂支架33转动连接，另一端与机器人底盘20的驱动轮50连接。
39.具体地，前从动轮40为万向轮，万向轮可以但不局限为麦克纳姆轮，前悬臂31能够随前从动轮40运动以相对底盘21摆动。前悬臂31和后悬臂32分别通过对锁螺丝实现与对应的下悬臂支架34和上悬臂支架33转动连接。其中，后悬臂32与上悬臂支架33转动连接于第一转动点，前悬臂31的一端向下延伸并与下悬臂支架34转动连接于第二转动点。由于上悬臂支架33和下悬臂支架34分别相对地设置在底盘21的上表面和下表面上，因此第二转动点低于第一转动点，且第二转动点低于前悬臂31与前从动轮40的连接处所在的平面。同时，由于前从动轮40位于底盘21下方，第二转动点低于第一转动点，因此，第二转动点相比于第一转动点更接近前从动轮40。
40.进一步地，悬挂机构还包括弹性减震元件35，弹性减震元件35一端与前悬臂31连接，另一端与后悬臂32连接。具体地，弹性减震元件35分别与前悬臂31和后悬臂32转动连接，弹性减震元件35用于吸收前从动轮40的运动缓冲及震动，弹性减震元件35可以但不局限为减震弹簧或阻尼减震器70。
41.本实施例的机器人底盘20包括悬挂机构，该悬挂机构通过前悬臂31、后悬臂32和弹性减震元件35实现了驱动轮50和前从动轮40两轮联动，机器人在高低不平的路面零起步时，前从动轮40接触障碍物抬高，前悬臂31与前从动轮40连接的一端随前从动轮40向上运动，前悬臂31的另一端相对于底盘21转动，前悬臂31整体向上摆动，由于前悬臂31绕第二转动点转动，而第二转动点相比于第一转动点其位置低，且第二转动点低于前悬臂31与前从动轮40的连接处所在的平面，第二转动点更接近前从动轮40，使得前从动轮40在受阻时能在前悬臂31的带动下立即向上抬升而避免形成向后的运动趋势，机器人可以平稳越过障碍物零起步，不会发生前倾。同时，前悬臂31向上摆动挤压弹性减震元件35，弹性减震元件35收缩吸收震动，并且，弹性减震元件35收缩挤压后悬臂32，后悬臂32在弹性减震元件35的挤压下与底盘21连接的一端相对于底盘21发生转动，连接驱动轮50的一端产生向下的运动趋势带动驱动轮50向下运动对驱动轮50产生下压效果，以使驱动轮50保持着地，进一步保证机器人顺利零起步，能够有效避免机器人在电梯屏蔽门沟壑及台阶前直接零起步时出现整机摇晃或倾倒。
42.同样的，在机器人前行过程中遇到稍高的障碍物时，前从动轮40抬高带动前悬臂31绕第二转动点转动，第二转动点相比于第一转动点其位置低且更接近前从动轮40，使得前从动轮40在受阻时能在前悬臂31的带动下立即向上抬升而避免形成向后的运动趋势，底盘21可以平稳越过障碍物，不会发生前倾。同时，前悬臂31随前从动轮40运动整体向上摆动并挤压弹性减震元件35，弹性减震元件35受压后将压力传递给安装在后悬臂32上的驱动轮50，实现前从动轮40与驱动轮50的联动，可以使驱动轮50紧贴地面，从而避免了驱动轮50悬空或打滑的现象，同时也起到了缓冲吸振的作用，提高机器人底盘20过障时的缓冲，保证机器人底盘20的平稳，能够保证所运送物品的安全性。
43.具体地，当机器人在高低不平的路面零起步或前行过程中过坎(如前行遇到台阶或凸起等稍高的障碍物)时，前从动轮40抬高带动前悬臂31与前从动轮40连接的一端随前从动轮40向上运动，前悬臂31的另一端绕下悬臂支架34逆时针转动，前悬臂31整体向上摆动，前悬臂31向上摆动挤压弹性减震元件35，弹性减震元件35收缩吸收震动，同时，弹性减震元件35收缩挤压后悬臂32，后悬臂32在弹性减震元件35的挤压下与底盘21连接的一端绕上悬臂支架33逆时针转动，连接主动轮的一端产生向下的运动趋势带动主动轮向下运动对主动轮产生下压效果，增强主动轮的抓地力。
44.进一步地，当机器人通过电梯屏蔽门沟壑等凹坑形地面时，前从动轮40在弹性减震元件35的拉力和限位作用下会保持原有运动趋势，而不会立即陷入沟壑或凹坑内，从而可以平稳进入沟壑或凹坑内，进入凹坑内后进一步重复上述的越过较高障碍物的过程即可顺利移出沟壑或凹坑。
45.上述的底盘21悬挂机构在保证机器人底盘20的承重能力的前提下，能够有效提高机器人底盘20的过障碍能力，能够提高机器人底盘20的地面适应能力和运行平稳性，机器人在高低不平的路面零起步时或通过电梯屏蔽门沟壑及台阶等高低不平的路面时，不会出
现整机摇晃、主动轮打滑、不能通过、甚至失稳或倾倒的现象，能够有效降低不平整路面对机器人造成的运动冲击，有助于提高机器人的工作效率、延长机器人的使用寿命。
46.在一个实施例中，前悬臂31包括弯折悬臂311和固定板312，固定板312上安装前从动轮40，且固定板312与弹性减震元件35转动连接，弯折悬臂311的一端与固定板312连接，弯折悬臂311的另一端与下悬臂支架34转动连接。具体地，固定板312分别通过紧固件(如螺钉)与弯折悬臂311和前从动轮40紧固连接，弯折悬臂311通过固定板312与前从动轮40连接有助于提高弯折悬臂311与前从动轮40连接的可靠性，确保弯折悬臂311安装稳定可靠。
47.在一个实施例中，弹性减震元件35的两端一高一低地连接于后悬臂32与前悬臂31之间。具体地，弹性减震元件35的两端处于不同的高度有助于提高弹性减震元件35的收缩响应效率，能够提高前悬臂31对弹性减震元件35的压缩效果。当运行过程中前从动轮40遇到障碍物抬起时，弹性减震元件35能够快速响应前悬臂31的摆动并传递至后悬臂32，能够对主动轮产生更好的下压效果。具体地，为避免正常行驶过程中弹性减震元件35对后悬臂32产生过大的下压力影响主动轮的运行能耗，本实施例中，弹性减震元件35与后悬臂32连接的一端高于其与前悬臂31连接的一端。
48.在一个实施例中，前悬臂31和后悬臂32上均设置有减震支架36，弹性减震元件35的两端分别一高一低地铰接于对应的减震支架36上。具体地，设置在前悬臂31上的减震支架36设置在固定板312上，弹性减震元件35与设置在后悬臂32上的减震支架36连接的一端高于其与设置在固定板312上的减震支架36连接的一端，弹性减震元件35通过铰链分别与两端的减震支架36铰接连接，采用铰链铰接结构简单、技术成熟，利于节约成本，且转动响应速度快，转动灵活性高。进一步地，弹性减震元件35分别与前悬臂31和后悬臂32转动连接能够避免发生运动卡死，有助于提高吸震缓冲效果。
49.如图4所示，在一个实施例中，机器人底盘20还包括减震器70，减震器70设置在底盘21上，且减震器70与机器人底盘20的后从动轮60连接。具体地，后从动轮60为万向轮，万向轮可以但不局限为麦克纳姆轮，减震器70可以但不局限于为弹簧减震器或液压减震器。本实施例中，通过设置减震器70能够对后从动轮60实现重力方向的避震效果，能够降低由于重力方向的震动而引起的整机晃动，可以进一步提高机器人底盘20的运行稳定性。
50.上述的机器人底盘20提供了底盘21四轮联动与后万向轮独立悬挂的结构系统，通过四轮联动与后万向轮独立悬挂的结构方案可以有效地防止机器人在起步和运行过程中倾倒或失稳，两个前万向轮及中间的两个驱动轮50构成的四轮联动结构可通过弹性势能的转变达到减振效果；同时，后面两个独立悬挂的后万向轮可利用减震器70实现重力方向的避震效果，从而降低了由于重力方向的震动而引起的整机晃动，能够有效提升机器人移动的稳定性，防倾倒。另外，三排轮的设计可以有效地提升悬挂机构的运动稳定性，使其更好的适应不同的工作环境，可以确保机器人自主移动，顺利执行配送任务。
51.上述的机器人底盘20通过设置与底盘21可拆卸连接的电池安装架和主板安装架，既能够方便对电池22和底盘主板23进行拆卸维修或更换，又能够保证电池22和底盘主板23等重要部件安装稳定可靠，不但可以有效地保护机器人底盘20上的部件，也给重要部件的安装更换及拆卸带来了便利。同时，上述的机器人底盘20设计底盘21四轮联动与后万向轮独立悬挂系统，可以有效提升机器人移动的稳定性，防倾倒，确保机器人运行安全、稳定。
52.综上，上述的机器人及机器人底盘具有成本低、便于组装、运行平稳、地面适应性
强的有益效果。
53.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。
54.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。