[发明专利]平衡悬架底盘及机器人

说明书

技术领域

本发明涉及底盘领域，具体地，涉及一种平衡悬架底盘及机器人。

背景技术

机器人底盘驱动，是机器人行走部件，包含底盘结构、驱动电机、驱动板、电源板等。其基本工作原理是上位机(计算机)给定移动指令，通过驱动板计算，驱动电机工作，从而完成机器人室内行走。

目前机器人底盘大都采用3轮、4轮、6轮。其优缺点描述如下：

3轮布局：2个驱动轮1个随动轮，优点：每个轮均为负载轮，能与地面充分接触，驱动轮无离地风险。缺点抗倾覆性差，未能实现原地转弯。

4轮布局：驱动轮2个，随动轮2个，十字轴布局，优点原地转弯，缺点4点接触，驱动轮有离地风险，从而导致行驶牵引力不足；

悬架方式：驱动轮采用悬架结构，2个随动轮刚性连接底盘基板，在机器人越过垂直台阶时，会导致驱动轮与地面接触点不确定，因两驱动轮的垂直载荷靠弹簧等悬架原件传递，因弹性元件传递不均以及地面局部不平，会导致驱动轮与地面接触不充分，最后导致打滑、偏航等风险。

随动轮悬架：驱动轮无悬架、底盘垂直负载靠两驱动轮和后随动轮支撑，前随动轮为辅助轮，带单轮悬架；优点驱动轮不离地，并保持一定驱动力，缺点垂直负载应分配在2个驱动轮以及后随动轮上，必须靠后，平地行驶时机器人会有轻微的连续俯仰姿态，减速避障模式、下坡驻坡等实际场景更为明显，靠配重块解决增加机器人负载，带来的是电池能耗和成本。

6轮结构同4轮驱动轮悬架，2个驱动轮，4个随动轮，6轮全部为负载轮，不能保证驱动轮承受的垂直负载最大，多点与地面接触极易造成驱动轮离地，弹簧等悬架原件传递给驱动轮负载以及地面局部不平，极易打滑、偏航等风险。

因此有必要研发一种既能保证驱动轮垂直负载最大，又能平地以及垂直台阶前后随动轮自适应地形的平衡悬架底盘及机器人来满足机器人在实际应用场景的地面通过性以及行走姿态的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种平衡悬架底盘及机器人，该平衡悬架底盘既能保证驱动轮提供最大驱动力，又能满足机器人通过平地以及垂直台阶等地形时，前后随动轮独立悬架自适应地形，来满足机器人在实际应用场景的地面通过性以及行走姿态的稳定性。。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供了平衡悬架底盘，包括：

基板；

驱动轮及万向轮，所述驱动轮及所述万向轮设置在所述基板底部；

减震支架，所述驱动轮连接于所述减震支架，所述减震支架设置于所述基板底部；

其中，所述万向轮包括安装支架、上支架、下支架及轮体，所述上支架顶部通过滚动体连接于所述安装支架，所述下支架通过铰接轴铰接于所述上支架，所述上支架与所述下支架之间设置有弹簧，所述轮体铰接于所述下支架底部，所述万向轮通过所述安装支架设置于所述基板底部。

优选地，所述驱动轮为两个，所述两个驱动轮对称设置于所述基板两侧，所述万向轮为两个，两个所述万向轮分别设置在所述基板的前端与后端，与两个所述驱动轮呈“十”字分布。

优选地，所述驱动轮为两个，所述两个驱动轮对称设置于所述基板两侧，所述万向轮为四个，四个所述万向轮平均分为两组对称设置于所述基板的前端及后端，与两个所述驱动轮呈圆形分布或平行分布。

优选地，还包括连接板，所述连接板设置于所述基板底部，连接两个所述驱动轮。

优选地，还包括减震器及驱动轮压板，所述减震支架通过所述减震器设置于所述基板底部，所述驱动轮通过所述驱动轮压板设置在所述减震支架上。

优选地，还包括橡胶垫及限位杆，所述橡胶垫用于设置在所述弹簧与所述上支架之间及所述弹簧与所述下支架之间，所述限位杆连接于所述上支架，位于所述上支架底部。

优选地，所述弹簧相对于所述上支架的安装角度为80°-100°。

优选地，所述上支架包括连接部及铰接部，所述连接部顶部设置有凹槽，所述连接部通过所述凹槽及所述滚动体连接于所述安装支架，所述连接部底部设置有第一弹簧安装凸起，所述铰接部连接于所述连接部的下端，所述上支架通过所述铰接部及所述铰接轴铰接于所述下支架。

优选地，所述上支架铰接于所述下支架的一端，所述轮体通过轮安装轴铰接于所述下支架底部，所述下支架顶部设置有第二弹簧安装凸起，所述弹簧通过所述第一弹簧安装凸起及所述第二弹簧安装凸起设置在所述上支架及所述下支架之间。

根据本发明的另一方面提供了一种机器人，包括上述平衡悬架底盘。

本发明的有益效果在于：。