一种高通过性的双轮差动底盘结构

技术领域

本发明适用于通用移动底盘领域，具体是一种高通过性的双轮差动底盘结构。

背景技术

双轮差动式驱动轮系的移动底盘是一种常见的移动底盘，因其结构简单、转弯半径很小的优点，被广泛应用于巡检机器人、服务机器人等移动型机器人领域，其中领域不同对于底盘的性能指标也有不同要求。

比如在医疗运输时需要底盘能够具备爬坡越坎等功能，尤其是老医院进行硬件改造后对于底盘通过性要求更高，目前市面上的机器人受底盘机构限制，普遍爬坡5度，空载下能爬8度；普遍越障能力1厘米，且多数不是垂直台阶，而是斜坡的垂直高度1厘米，通过性较差。具在爬坡行驶和下坡行驶时容易出现倾覆、通过不平整地形以及通过沟坎时容易发生支撑力不足的情况。

通过性差的缺陷限制了应用场景，因此需要一种改进型的、高通过性的双轮差动移动底盘适用于更多的应用场景。

发明内容

为解决上述问题，即解决上述背景技术提出的问题，本发明专利提出了一种高通过性的双轮差动底盘结构，包括底盘底板，所述底盘底板上壁面安装有底盘框架，所述底盘底板一端铰接有尾部底板，所述尾部底板下壁面安装有第一后支撑万向轮以及第二后支撑万向轮，所述底盘底板下壁面安装有右驱动轮系以及左驱动轮系，所述底盘底板下壁面还安装有前定向轮、后定向轮以及万向轮，所述前定向轮以及所述后定向轮的转动轴分别位于所述支撑万向轮的前后两侧。

本发明专利的进一步设置为：所述底盘框架与所述尾部底板之间安装有弹性支撑机构，所述弹性支撑机构两端分别与底盘框架和尾部底板铰接。

本发明专利的进一步设置为：所述前定向轮以及所述后定向轮分别位于所述支撑万向轮的两侧。

本发明专利的进一步设置为：所述第一后支撑万向轮与所述第二后支撑万向轮的转动轴在底盘的前后方向参考中有一定距离差。

本发明专利的进一步设置为：所述前定向轮以及所述后定向轮的安装高度低于所述支撑万向轮的安装高度。

本发明专利的有益技术效果为：本发明提供的双轮差动底盘结构，因为尾部底板铰接在底盘底板尾部并可以绕固定轴在一定范围内转动，因此可以在地面不平的情况下(例如上坡下坡和地面凹陷时)保证底盘的动力轮系能够始终接触地面并提供动力，同时弹性支撑机构能够保证尾部底板上的后支撑万向轮、始终接触地面并提供支撑力，防止车体倾覆。因为前定向轮、后定向轮的特殊安装方式，底盘在平地行驶时前定向轮、后定向轮不接触地面，由支撑万向轮提供底盘前端的支撑力。但是当底盘行驶至不平整地面(例如沟、坎等地形时)，前定向轮、后定向轮能够在支撑万向轮卡死、悬空等情况下提供支撑力，保证底盘正常行驶越障。第一支撑万向轮、第二支撑万向轮的特殊安装方式同理。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明所述尾部底板与弹性支撑结构连接示意图；

图3为本发明底部仰视示意图；

图4为本发明上坡行驶情形示意图；

图5为本发明下坡行驶情形示意图；

图6为本发明凹陷地形行驶情形示意图；

图7为本发明越沟行驶情形示意图；

图8本发明越坎行驶情形示意图。

附图标记：1、底盘底板，2、底盘框架，3、弹性支撑结构，4、尾部底板，5、右驱动轮系，6、左驱动轮系，7、支撑万向轮，8、前定向轮，9、后定向轮，10、第一后支撑万向轮，11、第二后支撑万向轮。

具体实施方式

下面参照附图1-8来描述本发明专利的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明专利的技术原理，并非旨在限制本发明专利的保护范围。

本发明专利提出了一种高通过性的双轮差动底盘结构，包括底盘底板1，所述底盘底板1上壁面安装有底盘框架2，所述底盘底板1一端铰接有尾部底板4，所述尾部底板4下壁面安装有第一后支撑万向轮10以及第二后支撑万向轮11，所述底盘底板1下壁面安装有右驱动轮系5以及左驱动轮系6，所述底盘底板1下壁面还安装有前定向轮8、后定向轮9以及万向轮7，所述前定向轮8以及所述后定向轮9的转动轴分别位于所述支撑万向轮7的前后两侧；所述底盘框架2与所述尾部底板4之间安装有弹性支撑机构3，所述弹性支撑机构3两端分别与底盘框架2和尾部底板4铰接；所述前定向轮8以及所述后定向轮9分别位于所述支撑万向轮7的两侧；所述第一后支撑万向轮10与所述第二后支撑万向轮11的转动轴在底盘的前后方向参考中有一定距离差；所述前定向轮8以及所述后定向轮9的安装高度低于所述支撑万向轮7的安装高度。

通过支撑万向轮7、前定向轮8、后定向轮9、第一支撑万向轮10以及第二支撑万向轮11特殊安装位置与高度可以实现以下技术指标：爬坡能力：满载爬坡10°、过坎高度：垂直障碍(台阶)最大高度3厘米、过沟槽宽度：沟槽最大宽度6厘米；

如图4所示，底盘在进行上坡行驶时，底盘底板1与坡体地面平行后尾部底板4可以通过相对转动仍保持与平地地面平行，从而保证右驱动轮系5和左驱动轮系6能够接触地面并提供驱动力，同时支撑万向轮7的支撑力可以通过尾部底板4和弹性支撑机构3传递给底盘框架2，防止底盘发生倾覆；

如图5所示，底盘在进行下坡行驶时，底盘底板1与平地地面平行后尾部底板4可以通过相对转动仍保持与坡体地面平行，从而保证右驱动轮系5和左驱动轮系6能够接触地面并提供驱动力；

如图6所示，底盘在进行上坡行驶时，底盘底板1与前侧倾斜地面平行后尾部底板4可以通过相对转动仍保持与后侧倾斜地面平行，从而保证右驱动轮系5和左驱动轮系6能够接触地面并提供驱动力，同时第一支撑万向轮10、第二支撑万向轮11的支撑力可以通过尾部底板4和弹性支撑机构3传递给底盘框架2，防止底盘发生倾覆；

如图7所示，底盘在行驶至沟槽地形时，即使支撑万向轮7陷入沟槽，前定向轮8、后定向轮9仍可给底盘前侧提供支撑力，使底盘拥有一定的越沟能力；

如图8所示，底盘在行驶至坎状地形时，前定向轮8可以提前接触地面凸起处并开始越沟行驶过程，防止支撑万向轮7直接在凸起处卡死，使底盘拥有一定的越沟能力。

虽然已经参考优选实施例对本发明专利进行了描述，但在不脱离本发明专利的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明专利并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本发明专利的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明专利的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明专利的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明专利的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明专利的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明专利的保护范围之内。