[发明专利]一种移动底盘及其控制方法和移动机器人

说明书

本发明提供一种移动底盘及其控制方法和移动机器人，移动底盘，包括底板、曲柄摇杆机构、回转机构和驱动轮组；曲柄摇杆机构能够使驱动轮组在0～90度转动，回转机构可以承载驱动轮组施加的轴向与径向的力，且保证驱动轮组可以转动。移动底盘平移动作的过程中，曲柄摇杆机构位于死点位置，驱动轮组摆动时所施加在连杆上的力通过舵机轴中心，扭矩接近为零，可有效抵抗驱动轮组在行驶中的摆动，提高行驶稳定性。移动底盘旋转的过程中，在曲柄摇杆机构的作用下，使得驱动轮组转动45度，各驱动轮组的电机驱动各车轮转动，实现底盘原地无滑移旋转。本发明移动底盘可左右前后平移、原地旋转、移动灵活，结构简单，制造成本低，维护方便。

技术领域

本发明属于移动底盘技术领域，尤其涉及一种移动底盘及其控制方法和移动机器人。

背景技术

移动底盘有固定驱动轮和可转动驱动轮两种，固定式驱动轮全向移动底盘以麦克纳姆轮底盘较为典型，通过力的合成实现全向移动，但麦克纳姆轮结构复杂，加工困难，价格较贵，且对行走地面整洁度平整度有较高要求，行走时震动较大，易磨损，寿命较短；可转动驱动轮全向移动底盘使用舵轮作为全向移动方式，舵轮是由驱动电机与转向电机组合成的模块，但使用双电机传动结构相对复杂，体积较大，且价格也较贵。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，提供一种移动底盘及其控制方法和移动机器人，所述移动底盘，包括底板、曲柄摇杆机构、回转机构和驱动轮组；所述曲柄摇杆机构安装在底板上面，所述回转机构安装在底板下面，回转机构的上端与曲柄摇杆机构连接；回转机构的下端与驱动轮组连接。所述曲柄摇杆机构能够使驱动轮组在0～90度转动，所述回转机构可以承载驱动轮组施加的轴向与径向的力，且保证驱动轮组可以转动。所述移动底盘平移动作的过程中，曲柄摇杆机构位于死点位置，即连杆的轴线与舵机的输出轴中心相交，驱动轮组摆动时所施加在连杆上的力通过舵机轴中心，扭矩接近为零，即舵盘不会转动，进而圆盘和驱动轮组也不会转动，可有效抵抗驱动轮组在行驶中的摆动，提高行驶稳定性。所述移动底盘可左右前后平移、原地旋转、移动灵活，结构简单，制造成本低，维护方便。

本发明的技术方案是：一种移动底盘，包括底板、曲柄摇杆机构、回转机构和驱动轮组；

所述曲柄摇杆机构安装在底板上面，所述回转机构安装在底板下面，回转机构的上端与曲柄摇杆机构连接；回转机构的下端与驱动轮组连接。

上述方案中，所述曲柄摇杆机构包括连杆、圆盘和舵盘；所述舵盘与舵机的输出轴连接，所述舵机安装于底板上；舵盘的两侧分别设有圆盘，所述圆盘与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与舵盘铰接，所述回转机构的上端与圆盘连接；舵盘一侧的连杆高度比另一侧高。

进一步的，所述曲柄摇杆机构在驱动轮组前后左右平移时位于死点位置，所述死点即连杆的轴线与舵机输出轴中心相交；所述曲柄摇杆机构能够使驱动轮组在0～90度转动。

上述方案中，所述舵盘的圆心到圆盘圆心的距离、舵盘和连杆的铰接处到舵盘圆心的距离、连杆的长度、圆盘和连杆的铰接处到圆盘圆心的距离比例为101.3：14：107.27：22。

进一步的，所述圆盘和连杆的铰接处到圆盘圆心的连线与舵盘的圆心到圆盘圆心的连线有偏角，所述偏角为27.3度。

上述方案中，所述回转机构包括法兰轴承和法兰盘；

所述法兰轴承外环与底板连接，所述法兰轴承内环与法兰盘连接，所述法兰盘下端与驱动轮组连接，所述法兰盘上端与圆盘连接。

进一步的，所述法兰轴承内环通过紧定螺钉与法兰盘连接。

上述方案中，所述驱动轮组包括电机和车轮，所述车轮与电机连接，所述电机安装在电机支架上，电机支架与回转机构连接。