重心可调机器人及其底盘

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地，涉及一种重心可调机器人底盘和具有该重心可调机器人底盘的重心可调机器人。

背景技术

目前对于重心较高的机器人而言，为了保证其在运行时的稳定，通常有如下几种方式进行调整：一种是在机器人底盘增设可控水平摆锤，通过调整水平摆锤的位置，控制机器人左右重心位置，使得重心较高机器人在转向时保持稳定；还有通过设置左右可以倾斜的料仓来控制机器人整机重心的左右位置，使得机器人在侧倾路面上保持稳定；或者通过在机器人内部增设直线导轨、丝杆、电机加减速机、负重块的结构，使得负重块可以小范围直线调整，间接调整机器人整机的重心位置。

现有的调整方式中，不仅机器人装配结构复杂，而且通常需要另外增加配重，例如摆锤、料仓、负重块等结构，增加了机器人的负重，并且料仓不满时，内部物料可能产生晃动，影响整机平稳性，随着储存物料的消耗，重心调节能力也在减少变化，不仅难以计算，也会削弱重心调整能力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种重心可调机器人底盘的新技术方案，至少能够解决现有的机器人重心调整结构复杂，负重大，调整能力低等问题中的一个。

本发明的另一个目的是提供一种重心可调机器人。

本发明的第一方面，提供了一种重心可调机器人底盘，包括底盘主体；活动轮组件，所述活动轮组件设于所述底盘主体，所述活动轮组件可活动以带动所述底盘主体；承载件，所述承载件沿所述底盘主体的前后方向可活动地设于所述底盘主体，所述承载件适于承载在前后方向间隔开布置的电池和电控箱；驱动组件，所述驱动组件设于所述底盘主体和所述承载件中的至少一个上，所述驱动组件与所述底盘主体和所述承载件连接，以驱动所述承载件活动。

可选地，所述重心可调机器人底盘还包括：滑轨，所述滑轨沿前后方向延伸地设于所述底盘主体，所述承载件可活动地与所述滑轨配合以沿前后方向活动。

可选地，所述驱动组件包括：第一配合件，所述第一配合件可活动地设于所述承载件；第二配合件，所述第二配合件设于所述底盘主体，所述第一配合件与所述第二配合件配合，以在所述第一配合件活动时，带动所述承载件相对于所述底盘主体在前后方向上活动；驱动件，所述驱动件与所述第一配合件连接以驱动所述第一配合件。

可选地，所述第一配合件形成为齿轮，所述第二配合件形成为沿前后方向延伸的齿条，所述齿轮与所述齿条啮合。

可选地，所述承载件设有用于装配所述第一配合件的安装空间，所述驱动件设于所述安装空间，所述第二配合件设于所述底盘主体的上表面。

可选地，所述驱动组件还包括：减速机，所述减速机设于所述安装空间，且位于所述驱动件与所述第一配合件之间，以调整所述驱动件提供的扭矩。

可选地，所述驱动件和所述减速机分别沿水平方向延伸地设置于所述安装空间。

可选地，所述驱动件为伺服电机。

可选地，所述重心可调机器人底盘还包括：减震器，所述减震器设于所述底盘主体，且位于两组所述活动轮组件之间。

本发明的第二方面提供了一种重心可调机器人，包括：根据上述实施例所述的重心可调机器人底盘；电池，所述电池设于所述承载件，且位于所述承载件的前端；电控箱，所述电控箱设于所述承载件，且位于所述承载件的后端；云台，所述云台设于所述承载件，且位于所述电池和所述电控箱之间。

本发明的重心可调机器人底盘，通过将底盘拆分成相对可活动的底盘主体和承载件，通过驱动组件可以控制承载件相对于底盘主体前后活动，承载件上装配的电池和电控箱可以作为底盘的配重，在无需另外增加负载的基础上，通过现有的电气结构即可实现对于底盘的重心调整，既保证了底盘整体稳定性，使得底盘的重心调节能力稳定可控，又不会增加底盘负重，提高了产品性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的俯视图；

图3是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的侧视图；

图4是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的立体图；

图5是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的重心前移的示意图；

图6是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘的爬坡示意图；

图7是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘在越障时的一个示意图；

图8是根据本发明实施例的重心可调机器人底盘在越障时的另一个示意图。

附图标记：

重心可调机器人底盘100；

底盘主体10；

活动轮组件20；轴套21；

承载件30；电池40；电控箱50；

驱动组件60；第一配合件61；第二配合件62；驱动件63；减速机64；

滑轨70；减震器80；

云台90；云台杆91。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的重心可调机器人底盘100。

如图1至图8所示，根据本发明实施例的重心可调机器人底盘100包括：底盘主体10、活动轮组件20、承载件30和驱动组件60。

具体而言，活动轮组件20设于底盘主体10，活动轮组件20可活动以带动底盘主体10，承载件30沿底盘主体10的前后方向可活动地设于底盘主体10，承载件30适于承载在前后方向间隔开布置的电池40和电控箱50，驱动组件60设于底盘主体10和承载件30中的至少一个上，驱动组件60与底盘主体10和承载件30连接，以驱动承载件30活动。

换言之，如图1至图4所示，根据本发明实施例的重心可调机器人底盘100主要由底盘主体10、活动轮组件20、承载件30和驱动组件60组成，其中，底盘主体10可以作为底盘下装，构成重心可调机器人底盘100的主要组成部分，其余零部件可以均直接或间接设置于底盘主体10，活动轮组件20构成重心可调机器人底盘100整体的运行结构，活动轮组件20可以包括轮毂电机以及驱动桥等结构，轮毂电机和驱动桥等可以通过轴肩螺栓以及轴套21等结构安装在底盘主体10上，驱动桥上所装配的轮胎，可以在轮毂电机的驱动作用下，带动重心可调机器人底盘100整体进行直线行走或者整机转向，例如，四个轮毂电机可以同向旋转，带动重心可调机器人底盘100整机直线行走，四个轮毂电机也可以左右差速旋转，从而带动重心可调机器人底盘100整机转向运动。

承载件30可以作为底盘下装，形成为重心可调机器人底盘100的一部分，承载件30设于底盘主体10上，并且相对于底盘主体10在前后方向整体可活动，承载件30可用于承载重心可调机器人的电气结构，例如电池40和电控箱50，电池40和电控箱50作为重心可调机器人的一部分，本身具有较大的重量，在装配于承载件30后，由于承载件30整体可以前后移动，使得电池40和电控箱50均可以作为重心可调机器人的配重结构使用，从而配合承载件30调整重心可调机器人的整体重心，而无需另外增加配重结构，可以有效控制重心可调机器人的整体负重，保证对于重心控制的效果。

驱动组件60可以设置于底盘主体10，也可以设置于承载件30，或者在底盘主体10和承载件30上分别设置一部分，只要满足驱动组件60可以驱动承载件30相对于底盘主体10在前后方向上可活动即可，从而实现对于重心可调机器人整体重心的调整。

由此，本发明的重心可调机器人底盘100，通过将底盘拆分成相对可活动的底盘主体10和承载件30，通过驱动组件60可以控制承载件30相对于底盘主体10前后活动，承载件30上装配的电池40和电控箱50可以作为底盘的配重，在无需另外增加负载的基础上，通过现有的电气结构即可实现对于底盘的重心调整，既保证了底盘整体稳定性，使得底盘的重心调节能力稳定可控，又不会增加底盘负重，提高了产品性能。

根据本发明的一个实施例，重心可调机器人底盘100还包括：滑轨70，滑轨70沿前后方向延伸地设于底盘主体10，承载件30可活动地与滑轨70配合以沿前后方向活动。

也就是说，如图1所示，承载件30与底盘主体10之间是通过滑轨70实现相对活动的，滑轨70可以设于底盘主体10与承载件30之间，承载件30可以沿着滑轨70在前后方向上活动。滑轨70可以为工业滑轨，滑轨70的底座通过螺钉固定于底盘主体10，滑轨70上可以配合设有活动条，活动条可以通过螺栓固定在承载件30上。

由此，通过滑轨70实现承载件30与底盘主体10的活动装配，不仅装配结构简单，成本低廉，而且滑轨70结构设于底盘主体10和承载件30之间，占用空间小，便于产品的小型化设计。

在本发明的一些具体实施方式中，驱动组件60包括：第一配合件61、第二配合件62和驱动件63。

具体地，第一配合件61可活动地设于承载件30，第二配合件62设于底盘主体10，第一配合件61与第二配合件62配合，以在第一配合件61活动时，带动承载件30相对于底盘主体10在前后方向上活动，驱动件63与第一配合件61连接以驱动第一配合件61。

可选地，第一配合件61形成为齿轮，第二配合件62形成为沿前后方向延伸的齿条，齿轮与齿条啮合。

其中，形成为齿轮的第一配合件61可以通过轴端介子和螺钉等结构固定于承载件30，形成为齿条的第二配合件62可以通过螺钉固定在底盘主体10上，通过齿轮与齿条啮合的结构，使得驱动件63在驱动齿轮转动时，即可以带动承载件30整体相对于底盘主体10活动，从而实现重心可调机器人重心的调整。该驱动结构简单可行，装配方便，而且占用空间小，有利于产品的小型化设计。

根据本发明的一些实施例，承载件30设有用于装配第一配合件61的安装空间，驱动件63设于安装空间，第二配合件62设于底盘主体10的上表面。

具体地，第一配合件61和驱动件63可以通过螺钉固定在承载件30上的特定装配位置，即承载件30上所设计的安装空间，该安装空间可以为装配第一配合件61和驱动件63提供足够的空间，在能够实现承载电池40的基础上，还为驱动组件60的装配提供了足够空间，其设计空间更合理。

在本发明的一些具体实施方式中，驱动组件60还包括：减速机64，减速机64设于安装空间，且位于驱动件63与第一配合件61之间，以调整驱动件63提供的扭矩。

可选地，驱动件63和减速机64分别沿水平方向延伸地设置于安装空间。进一步地，驱动件63为伺服电机。

也就是说，驱动件63可以采用带有刹车功能的伺服电机，驱动件63与第一配合件61之间还设有减速机64，驱动件63可以通过减速机13减速并放大扭矩，并将扭矩传递给第一配合件61，从而可以更精确的控制第一配合件61的驱动效果，有效保证重心可调机器人底盘100的整体重心控制效果。

根据本发明的一个实施例，重心可调机器人底盘100还包括：减震器80，减震器80设于底盘主体10，且位于两组活动轮组件20之间。

具体地，如图1所示，活动轮组件20可以包括前后两组活动轮，两组活动轮之间设有减震器80，减震器80的一端可以通过铰制螺栓和螺母固定在底盘主体10上，减震器80的另一端可以通过铰制螺栓和螺母固定在活动轮组件20的驱动桥上，活动轮组件20的轮毂电机可以将地面波动通过驱动桥带动减震器80伸缩，能量和位移被减震器80吸收，从而实现重心可调机器人底盘100的减震功能。

下面结合图1、图5至图8对根据本发明实施例的重心可调机器人底盘100的越障爬坡原理进行详细说明。

如图1所示，图1示出了重心可调机器人底盘100处于常规状态时的结构，此时，重心可调机器人底盘100的整体重心居中。若需要调整重心可调机器人底盘100的中心，可以通过转动驱动件63，通过减速机64减速并放大扭矩，并将扭矩传递给第一配合件61，第一配合件61在第二配合件62上啮合滚动，带动第一配合件61相对第二配合件62相对前后运动，从而变相带动承载件30相对底盘主体10前后运动。同时通过滑轨70，约束承载件30仅能相对底盘主体10前后运动，从而调整重心可调机器人底盘100的质心前后调整

如图5所示，图5示出了承载件30相对于底盘主体10向前移动的状态，在遇到较陡坡道，如图6所示，正常行驶无法保证重心可调机器人底盘100重心平稳或者抓地力足够的情况下，在重心可调机器人底盘100上坡阶段，可以逐步将承载件30前移，使重心可调机器人底盘100整机质心偏前，使重心可调机器人底盘100整机在上坡时前后轮对地面的正压力基本相等，从而使得重心可调机器人底盘100在坡道上获得理论上最大的抓地力。

如图7和图8所示，在重心可调机器人底盘100遇到较高的障碍物，正常行驶无法保证前轮或后轮越过障碍时，在前轮接触障碍物时，将承载件30后移，使重心可调机器人底盘100整机质心偏后，从而使前轮离地所需要的驱动力减小，同时使此时主要负责驱动的后轮获得更大的抓地力。当前轮越过障碍物，后轮接触障碍物时，将承载件30前移，使重心可调机器人底盘100整机质心偏前，从而使后轮离地所需要的驱动力减小，同时使此时主要负责驱动的前轮获得更大的抓地力。

由此，本发明的重心可调机器人底盘100，在无需另外增加负载的基础上，通过现有的电气结构即可实现对于底盘的重心调整，既保证了底盘整体稳定性，使得底盘的重心调节能力稳定可控，又不会增加底盘负重，提高了产品性能，并且使得重心可调机器人底盘100具有更优越的越障能力。

根据本发明实施例的重心可调机器人包括：重心可调机器人底盘100、电池40、电控箱50和云台90。

如图1所示，具体而言，电池40设于承载件30，且位于承载件30的前端，电控箱50设于承载件30，且位于承载件30的后端，云台90设于承载件30，且位于电池40和电控箱50之间。

也就是说，电池40和电控箱50可以作为重心可调机器人的配重使用，分别通过螺栓固定在承载件30上，通过将两者沿前后方向间隔开设置于承载件30，使得承载件30在前后移动过程中，可以带动电池40和电控箱50同时活动，从而整体调整重心可调机器人的重心。云台90可以通过云台杆91装配于承载件30，用于对重心可调机器人所处的环境进行监测。

由于根据本发明上述实施例的重心可调机器人底盘100具有上述技术效果，因此根据本发明实施例的重心可调机器人也具有相应的技术效果，即可以避免额外增加负重块，使重心可调机器人额定载荷不会显著增加，并且可以保证重心可调机器人底盘100整机稳定性，以及重心调节能力稳定可控，同时，使得重心可调机器人具有较大的重心调整量，能够保证重心可调机器人底盘100的越障爬坡能力在重心调节的配合下显著提升。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。