CN109823402A - 一种机器人底盘骨架及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人底盘骨架及机器人，机器人底盘骨架包括：底盘支架；弯膝执行器，连接于所述底盘支架的一侧；驱动装置，其壳体连接于所述底盘支架的另一侧；驱动轮，所述驱动轮设有收容槽，所述驱动装置部分收容于所述收容槽，所述驱动轮与驱动装置的输出端连接，所述驱动装置用于驱动所述全向轮相对底盘支架转动；电池模块，连接于所述底盘支架。通过上述方式，本发明实施例既减少机器人底盘骨架占用的空间，又实现机器人底盘骨架的模块化设计，拆卸、维修更方便。

Description

一种机器人底盘骨架及机器人

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人底盘骨架及机器人。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，机器人能够仿照人类的运动也越来越多。而机器人底盘骨架作为实现机器人行走、转向等功能的重要部件，其结构和功能的实现方式会影响机器人整体的尺寸、外观及复杂性。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：目前，机器人底盘骨架是通过驱动装置连接驱动轮，由驱动装置驱动驱动轮转动，从而实现机器人底盘的运动，其中，驱动装置和驱动轮的占用空间是独立并且分离的，造成机器人底盘占空间过多。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种机器人底盘骨架及机器人，既减少机器人底盘骨架占用的空间，又实现机器人底盘骨架的模块化设计，拆卸、维修更方便。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种机器人底盘骨架，包括；底盘支架；弯膝执行器，连接于所述底盘支架的一侧；驱动装置，其壳体连接于所述底盘支架的另一侧；驱动轮，所述驱动轮设有收容槽，所述驱动装置部分收容于所述收容槽，所述驱动轮与驱动装置的输出端连接，所述驱动装置用于驱动所述驱动轮相对底盘支架转动；电池模块，连接于所述底盘支架。

可选的，所述底盘支架包括立柱和底板；所述立柱的一端连接于所述底板的所述一侧，所述弯膝执行器连接于所述立柱的另一端；所述底板的另一侧分别与所述驱动装置和电池模块连接。

可选的，所述立柱的一端设置有第一凹槽；所述弯膝执行器的一端收容于所述第一凹槽内。

可选的，所述底板设置有第二凹槽；所述立柱的另一端设置有第一凸台；所述第一凸台插接于所述第二凹槽内。

可选的，所述底盘支架包括立板；所述立板的一端与所述底板的另一侧连接；所述驱动装置的壳体连接于所述立板的另一端。

可选的，所述立板的另一端设置有固定槽，所述驱动装置的壳体部分收容于所述固定槽。

可选的，所述驱动轮为全向轮，所述驱动轮、所述驱动装置和所述立板的数量一致，均为三个，所述三个驱动轮呈三角设置。

可选的，所述电池模块连接于所述底盘支架的另一侧，并且所述三个立板环绕所述电池模块。

可选的，驱动装置的电机为外转子电机。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的又一个技术方案是：提供一种机器人，包括上述的机器人底盘骨架。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本发明实施例中，机器人底盘骨架的驱动轮设置收容槽，驱动装置部分收容于收容槽，驱动装置的输出端与驱动轮连接，用于驱动驱动轮相对底盘支架转动，实现机器人底盘骨架的运动，而通过将驱动装置部分收容于驱动轮的收容槽内，利用于驱动轮的内部空间来承载驱动装置，可以减少驱动装置和驱动轮所需要的外部空间，从而减少机器人底盘骨架所占用的空间；此外，机器人底盘骨架划分为弯膝执行器、底盘支架、驱动装置、驱动轮、电池模块，而弯膝执行器、底盘支架、驱动装置、驱动轮、电池模块均为可独立生产的模块，并且这些模块装组在一起形成机器人底盘骨架，使得机器人底盘骨架呈模块化设计，机器人底盘骨架的安装、拆卸，更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一种机器人底盘骨架实施例的装配视图；

图2是本发明一种机器人底盘骨架实施例的爆炸视图；

图3是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的底盘支架爆炸视图；

图4是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的立柱爆炸视图；

图5是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的全向轮和驱动装置的示意图；

图6是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的驱动轮的爆炸视图；

图7是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的内侧滚子、内轴销和第二轴承的示意图；

图8是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的外侧滚子、外轴销和第三轴承的示意图；

图9是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的内侧轮毂、驱动轮主结构和外侧轮毂的示意图；

图10是本发明一种机器人底盘骨架实施例中的驱动轮的局部爆炸视图。

具体实施方式的附图标记说明如下：

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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。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发明中的具体含义。

在本申请中，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。

如图1和图2所示，机器人底盘骨架100包括：底盘支架10、弯膝执行器20、驱动轮30、驱动装置40和电池模块50。弯膝执行器20与底盘支架10的一侧连接，驱动装置40和电池模块50分别与底盘支架10的另一侧连接，驱动装置40的输出端与驱动轮30连接。

对于上述底盘支架10，如图3所示，底盘支架10包括：立柱11、底板12和立板13。立柱11的一端设有第一凹槽111，另一端设有第一凸台112。底板12设有第二凹槽121。立板13的一端设有固定槽131。第一凸台112插接于第二凹槽121内，并且通过螺接或者卡合等可拆卸的连接方式，使立柱11与底板12的一侧连接。立板13的另一端与底板12的另一侧通过螺接或卡合等可拆卸的连接方式连接。

在另一些实施例中，如图4所示，立柱11还可分拆为第一立柱组件113和第二立柱组件114。第一立柱组件113和第二立柱组件114通过螺接、卡合和或者焊接等方式连接，形成立柱11。通过将底盘支架10分拆成立柱11、底板12和立板13，立柱11与底板12之间、底板12和立板13之间连接，实现底盘支架10的模块化设计，方便对底盘支架10的安装和拆卸，其中，立柱11与底板12之间、底板12和立板13之间的连接优选为：可拆卸连接。

可以理解的是：底盘支架10的结构不限于上述所描述的结构，也可以为其它结构，只要其能够连接弯膝执行器和驱动装置即可。

如图1所示，弯膝执行器20的壳体插接于第一凹槽111，再通过螺接或卡合等连接方式将弯膝执行器20的壳体与立柱11连接。当弯膝执行器20工作时，其输出端带动与其输出端连接的部件相对弯膝执行器20的壳体转动，从而实现弯膝运动。

对于上述驱动轮30，如图2和图5所示，驱动轮30设有收容槽31，机器人底盘骨架100还包括第一轴承60。驱动装置40靠近其输出端一端的壳体套接于第一轴承60的内圈，第一轴承60的外圈固定于收容槽31内，以使得驱动装置40的壳体与驱动轮30转动连接，驱动装置40的输出端与驱动轮30的轮毂通过螺接或卡接等可拆卸的连接方式连接，其中，第一轴承60起到支撑驱动装置40的壳体的作用。驱动装置40的远离其输出端的另一端的壳体收容于固定槽131，再通过螺接或者卡合等可拆卸的连接方式连接，以使得立板13与驱动装置40的壳体连接。当驱动装置40工作时，驱动驱动轮30相对驱动装置40的壳体转动，从而机器人底盘骨架100的移动。

在一些实施例中，驱动轮30可选为全向轮，驱动装置40采用的电机为外转子电机由于外转子电机相对内转子电机，其转速小，转矩大，并且散热性较好，可以满足机器人底盘骨100架在移动时需要大转矩和良好的散热性的要求。驱动轮30、驱动装置40和立板13的数量一致，均为三个。三块立板13呈三角设置于底板12的另一侧，而三个驱动轮30也呈三角设置，通过驱动三个驱动轮30转动，实现机器人底盘骨架100的前进、后退和转向。当然，在其他实施例中，驱动轮30、驱动装置40和立板13的数量不限于上述实施例中描述的三个，也可以为两个、四个等其它数量。

在其他一些实施例中，如图6所示，驱动轮30包括内侧轮毂32、驱动轮主结构33、外侧轮毂34、若干个内侧滚子35、若干个内轴销36、若干个第二轴承37、若干个外侧滚子38、若干个第三轴承39和若干个外轴销39a。

对于上述若干内侧滚子35、若干内轴销36和若干第二轴承37，如图7所示，内侧滚子35设置有内滚子通孔351。一第二轴承37固定于一内侧滚子35的内滚子通孔351内。一内轴销36插接于内滚子通孔351，并且套接于第二轴承37内，从而使得内侧滚子35可绕内轴销36转动。

对于上述若干外侧滚子38、若干第三轴承39和若干外轴销39a，如图8所示，外侧滚子38设置有外滚子通孔381。一第三轴承39固定于一外侧滚子38的外滚子通孔381内。一外轴销39a插接于外滚子通孔381，并且套接于第三轴承39内，从而使得外侧滚子38可绕外轴销39a转动。

在一些实施例中，每一内侧滚子35可设置至少两个第二轴承37，两个第二轴承37位于内侧滚子35的内滚子通孔351两端，内轴销36套接于两个第二轴承37内。每一外侧滚子38可设置至少两个第三轴承39，两个第三轴承39位于外侧滚子38的外滚子通孔381两端，外轴销39a套接于两个第二轴承37内。以使外侧滚子38相对外轴销39a转动，以及内侧滚子35相对内轴销的转动更加平稳。

对于上述驱动轮主结构33，如图5和9所示，驱动轮主结构33设有第一连接通孔331、若干个第一外凸台332和若干个第一内凸台333。第一轴承60的外圈与第一连接通孔331过盈配合，从而实现第一轴承60固定于第一连接通孔331内。若干个第一内凸台333环绕驱动轮主结构33外边缘排列，每相邻两个第一内凸台333之间围成一第一内槽334。若干个第一外凸台332环绕驱动轮主结构33外边缘排列，并且每相邻两个第一外凸台332之间围成一第一外槽335。

对于上述内侧轮毂32，如图5、图9和图10所示，内侧轮毂32设有第二连接通孔321和若干第二内凸台322。若干个第二内凸台322环绕内侧轮毂32外边缘排列，并且每相邻两个第二内凸台322之间围成有第二内槽323。第一内凸台333和第二内凸台322的数量相同，并且一第一内凸台333和一第二内凸台322螺接，以使内侧轮毂32与驱动轮主结构33连接。当第一内凸台333和第二内凸台322螺接时，第二连接通孔321与第一连接通孔331连通，以形成收容槽31，一第一内槽334和一第二内槽323连通，并且共同形成一内转槽301。一内轴销36位于一内转槽301，并且该内轴销36的两端与该内转槽301的两相对侧壁固定，从而使得一内侧滚子35转动连接于一内转槽301内。

对于上述外侧轮毂34，如图5、图9和图10所示，外侧轮毂34设有若干个第二外凸台341，若干个第二外凸台341环绕外侧轮毂34的外边缘排列，每相邻两个第二外凸台341之间围成有第二外槽342。第一外凸台332和第二外凸台341的数量相同，并且一第一外凸台332和一第二外凸台341螺接，以使外侧轮毂34与驱动轮主结构33连接。当第一外凸台332和第二外凸台341螺接时，一第一外槽335和一第二外槽342连通，并且共同形成一外转槽(图未示)。一外轴销39a位于一外转槽，并且该外轴销39a的两端与该外转槽的两相对侧壁固定，从而使得一外侧滚子38转动连接于一外转槽内。驱动装置40的壳体套接于第一轴承60内，并且其输出端与外侧轮毂通过卡合或螺接等方式连接。

可以理解的是：内侧轮毂32和驱动轮主结构33之间的连接方式，以及外侧轮毂34和驱动轮主结构33之间的连接方式，不限于上述通过螺接的方式，也可以采用其它的连接方式，例如：焊接、卡合连接等。

对于上述电池模块50，通过螺接、卡合等连接方式连接于底盘支架12的另一侧，并且三块立板13环绕电池模块50。电池模块50与机器人底盘骨架100以及机器人其它部件的耗电元部件电连接，以对个耗电元部件进行供电。

本发明实施例中，通过将机器人底盘骨架100分为：底盘支架10、弯膝执行器20、驱动装置40、驱动轮30和电池模块50五大模块，并且各个模块之间连接形成机器人底盘骨架100，从而实现机器人底盘骨架100的模块化设计，方便后期对机器人底盘进行拆卸和维护；另外，由于驱动装置40部分收容于驱动轮30的收容槽31内，利用于驱动轮30的内部空间来承载驱动装置40，可以减少驱动装置40和驱动轮30所需要的外部空间，从而减少机器人底盘骨架所占用的空间，进而使得机器人底盘骨架100的结构更紧凑。

本发明还提供机器人实施例。机器人包括：机器人底盘骨架100，机器人底盘骨架100的结构和功能与上述机器人底盘骨架100的结构和功能相同，此处不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。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。

Claims (10)

1.一种机器人底盘骨架，其特征在于，包括：

底盘支架；

弯膝执行器，连接于所述底盘支架的一侧；

驱动装置，其壳体连接于所述底盘支架的另一侧；

驱动轮，所述驱动轮设有收容槽，所述驱动装置部分收容于所述收容槽，所述驱动轮与驱动装置的输出端连接，所述驱动装置用于驱动所述驱动轮相对底盘支架转动；

电池模块，连接于所述底盘支架。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述底盘支架包括立柱和底板；

所述立柱的一端连接于所述底板的所述一侧，所述弯膝执行器连接于所述立柱的另一端；

所述底板的另一侧分别与所述驱动装置和电池模块连接。

3.根据权利要求2所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述立柱的一端设置有第一凹槽；

所述弯膝执行器的一端收容于所述第一凹槽内。

4.根据权利要求2所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述底板设置有第二凹槽；

所述立柱的另一端设置有第一凸台；

所述第一凸台插接于所述第二凹槽内。

5.根据权利要求2所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述底盘支架包括立板；

所述立板的一端与所述底板的另一侧连接；

所述驱动装置的壳体连接于所述立板的另一端。

6.根据权利要求5所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述立板的另一端设置有固定槽，所述驱动装置的壳体部分收容于所述固定槽。

7.根据权利要求5所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述驱动轮为全向轮，所述驱动轮、所述驱动装置和所述立板的数量一致，均为三个，所述三个驱动轮呈三角设置。

8.根据权利要求7中任意一项所述的机器人底盘骨架，其特征在于，

所述电池模块连接于所述底盘支架的另一侧，并且所述三个立板环绕所述电池模块。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的机器人底盘骨架，其特征在于，驱动装置的电机为外转子电机。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的机器人底盘骨架。