本實用新型涉及移動機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種移動機器人底盤及移動機器人。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的移動機器人底盤機構(gòu)的驅(qū)動方式有輪式、多足式、履帶式和混合式等多種。輪式移動機器人結(jié)構(gòu)簡單，通常比履帶式和多足式底盤機構(gòu)運動速度快，應(yīng)用范圍最廣泛。輪式移動機器人底盤機構(gòu)可分為兩種：一種是方向驅(qū)動，在方向驅(qū)動式移動機器人底盤機構(gòu)上，方向的控制和移動機器人的驅(qū)動分別采用不同的電機驅(qū)動，前輪驅(qū)動車的驅(qū)動和對方向的控制是在相同的輪子上完成的，但速度和方向是分別控制的；另一種是差速驅(qū)動，差速驅(qū)動移動機器人底盤機構(gòu)采用相同的輪子和驅(qū)動器來驅(qū)動和控制方向，運動方向的改變是通過有比例地調(diào)整控制每個輪子的速度來實現(xiàn)的。

目前，用于移動機器人的底盤機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上主要有三輪和四輪結(jié)構(gòu)。三輪式結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛，其常用的結(jié)構(gòu)就是利用兩個高精度的驅(qū)動輪和一個隨動輪結(jié)構(gòu)，兩個驅(qū)動輪分別由兩個電機經(jīng)過減速器減速后進行驅(qū)動，隨動輪可置于底盤本體的前部或后部，底盤機構(gòu)的轉(zhuǎn)向由兩個驅(qū)動輪的速度差決定，通過對兩個電機施加不同的速度控制量可以實現(xiàn)任意方向的運動，或采用前輪作為驅(qū)動輪舵輪，需要兩個單獨的電機進行轉(zhuǎn)向和驅(qū)動控制，還有一種采用同步驅(qū)動方式，三個輪子均勻分布，用齒輪或鏈條將輪子與分別控制方向和驅(qū)動的電機相連，驅(qū)動電機驅(qū)動輪子運動，轉(zhuǎn)向電機控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。采用四輪結(jié)構(gòu)的底盤機構(gòu)的配置方式與三輪式類似，在結(jié)構(gòu)上雖然更穩(wěn)定，但是比較復(fù)雜，回轉(zhuǎn)半徑大，運動靈活性較差。

現(xiàn)有移動機器人差動輪底盤輪子安裝方式有兩種：

第一種為非偏置方式：兩個差動輪為主動輪，安置在底盤中心軸線上，從動輪為萬向輪均勻安裝在以兩個差動輪輪距為直徑，底盤中心為圓心的圓上，底盤與地面有多于三個觸點，主動輪容易懸空，從而導(dǎo)致底盤控制不穩(wěn)定；

第二種為偏置方式：兩個差動輪為主動輪，偏置安置在底盤前端或后端，從動輪為萬向輪安裝在底盤的后端或者前端，當(dāng)從動輪萬向輪向內(nèi)翻的時候，底盤與地面的接觸點會向底盤中心收縮，容易導(dǎo)致機器人側(cè)翻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種移動機器人底盤及移動機器人，底盤為三輪結(jié)構(gòu)，呈品字形分布，采用兩個差動輪為主動輪，采用兩個差動輪為主動輪，偏置設(shè)置在底盤機架上，從動輪采用麥克納姆輪，保持移動機器人在移動過程中與地面的接觸點固定不變，解決了移動機器人在運動過程中發(fā)生側(cè)翻的問題。

本實用新型提供了一種移動機器人底盤，包括：

底盤機架，所述底盤機架上設(shè)置有電機安裝架，所述底盤機架呈品字形；

驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置設(shè)置在所述底盤機架上，位于品字形所述底盤機架的下端；

行走機構(gòu)，所述行走機構(gòu)與所述驅(qū)動裝置相連接，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述行走機構(gòu)運動，所述行走機構(gòu)包括第一主動輪、第二主動輪和從動輪，所述從動輪為麥克納姆輪，所述第一主動輪和所述第二主動輪分別設(shè)置于品字形所述底盤機架的下端兩側(cè)，所述從動輪設(shè)置于品字形所述底盤機架的上端。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機和控制器；

所述第一驅(qū)動電機和所述第二驅(qū)動電機與所述底盤機架上的電機安裝架相配合，并分別與所述第一主動輪和所述第二主動輪相連接，分別驅(qū)動所述第一主動輪和所述第二主動輪運動；

所述控制器分別與所述第一驅(qū)動電機和所述第二驅(qū)動電機相連接，以控制所述第一驅(qū)動電機和所述第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速。

在該技術(shù)方案中，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機分別與第一主動輪和第二主動輪相連接，控制器分別與第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機相連接，控制第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的電機軸輸出速度，從而控制第一主動輪和第二主動輪的轉(zhuǎn)速，當(dāng)?shù)谝恢鲃虞喓偷诙鲃虞嗈D(zhuǎn)速相同時，移動機器人沿直線運動，當(dāng)?shù)谝恢鲃虞喓偷诙鲃虞喆嬖谒俣炔顣r，實現(xiàn)移動機器人轉(zhuǎn)向。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述行走機構(gòu)還包括：

固定板，所述固定板與所述底盤機架相連接，并與所述底盤機架相垂直；

轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸穿過所述第一主動輪、所述第二主動輪和所述從動輪與所述固定板相連接。

在該技術(shù)方案中，固定板與底盤機架相連接，并與底盤機架相垂直，轉(zhuǎn)動軸穿過第一主動輪、第二主動輪和從動輪與固定板相連接，第一主動輪、第二主動輪和從動輪與底盤機架相垂直，使電機輸出的速度最大化，提高了電機輸出速度的利用率。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置還包括第一減速器和第二減速器，

所述第一減速器和所述第二減速器分別與所述第一驅(qū)動電機和所述第二驅(qū)動電機相連接。

在該技術(shù)方案中，驅(qū)動裝置還包括第一減速器和第二減速器，第一減速器和第二減速器分別與第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機相連接，降低第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的輸出速度，調(diào)節(jié)移動機器人底盤移動的速度，擴大了移動機器人的使用范圍。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動電機和所述第二驅(qū)動電機分別為伺服電機或步進電機。

在該技術(shù)方案中，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機采用伺服電機或步進電機，控制簡單，性價比高，位置、速度精度高，抗過載能力強，動態(tài)響應(yīng)時間短。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，還包括避障裝置，所述避障裝置包括超聲傳感器，設(shè)置于品字形所述底盤機架的上端。

在該技術(shù)方案中，還包括避障裝置，利用超聲傳感器對移動機器人周圍環(huán)境進行檢測，使移動機器人躲避障礙物，提高了移動機器人的人性化、智能化。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，還包括防跌落裝置，所述防跌落裝置包括四個光電傳感器，所述光電傳感器設(shè)置于所述底盤機架的四周。

在該技術(shù)方案中，還包括防跌落裝置，所述防跌落裝置包括四個光電傳感器，所述光電傳感器設(shè)置于所述底盤機架的四周。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述固定板與所述底盤機架相焊接或一體成型。

在該技術(shù)方案中，固定板與底盤機架相焊接或一體成型，焊接操作方便簡單，連接強度高，提高了產(chǎn)品的裝配效率和可靠性，一體成型加工制造方便，安裝簡單。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述第一主動輪、所述第二主動輪與所述從動輪的中心分別分布在以底盤機架中心為圓心的同一圓上。

在該技術(shù)方案中，第一主動輪、第二主動輪與從動輪的中心分別分布在以底盤機架中心為圓心的同一圓上，提高了移動機器人底盤在移動過程中的穩(wěn)定性，解決移動機器人在運動的過程中側(cè)翻的問題。

其中，從動輪所采用的麥克納姆輪的輪轂為雙排輪轂，該輪轂的外圓周處均勻開設(shè)有3個或3個以上的輪轂齒，雙排輪轂相錯一個輪轂齒連接，每兩個輪轂齒之間設(shè)有一滾輪，該滾輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直，滾輪的軸線與從動輪軸線相垂直，各個滾輪的包絡(luò)線為圓柱面，結(jié)構(gòu)緊湊，運動靈活，滑動性能好。

本實用新型還提供了一種移動機器人，包括上述技術(shù)方案中提供的任意一種移動機器人底盤。

本實用新型提供的移動機器人底盤及移動機器人，底盤為三輪結(jié)構(gòu)，呈品字形分布，驅(qū)動裝置設(shè)置在底盤機架上，位于品字形底盤機架的下端，行走機構(gòu)與驅(qū)動裝置相連接，包括第一主動輪、第二主動輪和從動輪，從動輪為麥克納姆輪，第一主動輪和第二主動輪分別設(shè)置于品字形底盤機架的下端兩側(cè)，從動輪設(shè)置于品字形底盤機架的上端，采用兩個差動輪為主動輪，偏置設(shè)置在底盤上，從動輪采用麥克納姆輪，保持移動機器人移動過程中與地面的接觸點固定不變，解決了移動機器人在運動過程中發(fā)生側(cè)翻的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的移動機器人底盤的主視圖；

圖2為圖1所示的移動機器人底盤的左視圖；

圖3為圖1所示的移動機器人底盤的俯視圖。

圖標(biāo)：1-底盤機架；2-驅(qū)動裝置；3-行走機構(gòu)；21-第一驅(qū)動電機；22-第二驅(qū)動電機；23-第一減速器；24-第二減速器；31-第一主動輪；32-第二主動輪；33-從動輪；34-固定板；35-轉(zhuǎn)動軸；331-輪轂；332-滾輪；3311-輪轂齒。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

圖1為本實用新型實施例提供的移動機器人底盤的主視圖；圖2為圖1所示的移動機器人底盤的左視圖；圖3為圖1所示的移動機器人底盤的俯視圖。

如圖1至圖3所示，本實用新型提供了一種移動機器人底盤及移動機器人，包括：

底盤機架1，所述底盤機架1上設(shè)置有電機安裝架，所述底盤機架1呈品字形；

驅(qū)動裝置2，所述驅(qū)動裝置2設(shè)置在所述底盤機架1上，位于品字形所述底盤機架1的下端；

行走機構(gòu)3，所述行走機構(gòu)3與所述驅(qū)動裝置2相連接，所述驅(qū)動裝置2驅(qū)動所述行走機構(gòu)3運動，所述行走機構(gòu)3包括第一主動輪31、第二主動輪32和從動輪33，所述從動輪33為麥克納姆輪，所述第一主動輪31和所述第二主動輪32分別設(shè)置于品字形所述底盤機架1的下端兩側(cè)，所述從動輪33設(shè)置于品字形所述底盤機架1的上端。

本實用新型提供的移動機器人底盤，底盤為三輪結(jié)構(gòu)，呈品字形分布，驅(qū)動裝置2設(shè)置在底盤機架1上，位于品字形底盤機架1的下端，行走機構(gòu)3與驅(qū)動裝置2相連接，包括第一主動輪31、第二主動輪32和從動輪33，從動輪33為麥克納姆輪，第一主動輪31和第二主動輪32分別設(shè)置于品字形底盤機架1的下端兩側(cè)，從動輪33設(shè)置于品字形底盤機架1的上端，采用兩個差動輪為主動輪，偏置設(shè)置在底盤上，從動輪33采用麥克納姆輪，保持移動機器人移動過程中與地面的接觸點固定不變，解決了移動機器人在運動過程中發(fā)生側(cè)翻的問題。

如圖1和圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置2包括第一驅(qū)動電機21、第二驅(qū)動電機22和控制器；

所述第一驅(qū)動電機21和所述第二驅(qū)動電機22與所述底盤機架1上的電機安裝架相配合，并分別與所述第一主動輪31和所述第二主動輪32相連接，分別驅(qū)動所述第一主動輪31和所述第二主動輪32運動；

所述控制器分別與所述第一驅(qū)動電機21和所述第二驅(qū)動電機22相連接，以控制所述第一驅(qū)動電機21和所述第二驅(qū)動電機22的轉(zhuǎn)速。

在該實施例中，第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22分別與第一主動輪31和第二主動輪32相連接，控制器分別與第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22相連接，控制第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22的電機軸輸出速度，從而控制第一主動輪31和第二主動輪32的轉(zhuǎn)速，當(dāng)?shù)谝恢鲃虞?1和第二主動輪32轉(zhuǎn)速相同時，移動機器人沿直線運動，當(dāng)?shù)谝恢鲃虞?1和第二主動輪32存在速度差時，實現(xiàn)移動機器人轉(zhuǎn)向。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述行走機構(gòu)3還包括：

固定板34，所述固定板34與所述底盤機架1相連接，并與所述底盤機架1相垂直；

轉(zhuǎn)動軸35，所述轉(zhuǎn)動軸35穿過所述第一主動輪31、所述第二主動輪32和所述從動輪33與所述固定板34相連接。

在該實施例中，固定板34與底盤機架1相連接，并與底盤機架1相垂直，轉(zhuǎn)動軸35穿過第一主動輪31、第二主動輪32和從動輪33與固定板34相連接，第一主動輪31、第二主動輪32和從動輪33與底盤機架1相垂直，使電機輸出的速度最大化，提高了電機輸出速度的利用率。

如圖1和圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置2還包括第一減速器23和第二減速器24，

所述第一減速器23和所述第二減速器24分別與所述第一驅(qū)動電機21和所述第二驅(qū)動電機22相連接。

在該實施例中，驅(qū)動裝置2還包括第一減速器23和第二減速器24，第一減速器23和第二減速器24分別與第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22相連接，降低第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22的輸出速度，調(diào)節(jié)移動機器人底盤移動的速度，擴大了移動機器人的使用范圍。

如圖1和圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動電機21和所述第二驅(qū)動電機22分別為伺服電機或步進電機。

在該實施例中，第一驅(qū)動電機21和第二驅(qū)動電機22采用伺服電機或步進電機，控制簡單，性價比高，位置、速度精度高，抗過載能力強，動態(tài)響應(yīng)時間短。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，還包括避障裝置，所述避障裝置包括超聲傳感器，設(shè)置于品字形所述底盤機架1的上端。

在該實施例中，還包括避障裝置，利用超聲傳感器對移動機器人周圍環(huán)境進行檢測，使移動機器人躲避障礙物，提高了移動機器人的人性化、智能化。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，還包括防跌落裝置，所述防跌落裝置包括四個光電傳感器，所述光電傳感器設(shè)置于所述底盤機架1的四周。

在該實施例中，還包括防跌落裝置，所述防跌落裝置包括四個光電傳感器，所述光電傳感器設(shè)置于所述底盤機架1的四周。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述固定板34與所述底盤機架1相焊接或一體成型。

在該實施例中，固定板34與底盤機架1相焊接或一體成型，焊接操作方便簡單，連接強度高，提高了產(chǎn)品的裝配效率和可靠性，一體成型加工制造方便，安裝簡單。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選的，所述第一主動輪31、所述第二主動輪32與所述從動輪33的中心分別分布在以底盤機架1中心為圓心的同一圓上。

在該實施例中，第一主動輪31、第二主動輪32與從動輪33的中心分別分布在以底盤機架1中心為圓心的同一圓上，提高了移動機器人底盤在移動過程中的穩(wěn)定性，解決移動機器人在運動的過程中側(cè)翻的問題。

其中，從動輪33所采用的麥克納姆輪的輪轂331為雙排輪轂，該輪轂331的外圓周處均勻開設(shè)有3個或3個以上的輪轂齒3311，雙排輪轂331相錯一個輪轂齒3311連接，每兩個輪轂齒3311之間設(shè)有一滾輪332，該滾輪332的徑向方向與輪轂331外圓周的切線方向垂直，滾輪332的軸線與從動輪33軸線相垂直，各個滾輪332的包絡(luò)線為圓柱面，結(jié)構(gòu)緊湊，運動靈活，滑動性能好。

本實用新型還提供了一種移動機器人，包括上述技術(shù)方案中提供的任意一種移動機器人底盤。

綜上所述，本實用新型提供的移動機器人底盤及移動機器人，底盤為三輪結(jié)構(gòu)，呈品字形分布，驅(qū)動裝置設(shè)置在底盤機架上，位于品字形底盤機架的下端，行走機構(gòu)與驅(qū)動裝置相連接，包括第一主動輪、第二主動輪和從動輪，從動輪為麥克納姆輪，第一主動輪和第二主動輪分別設(shè)置于品字形底盤機架的下端兩側(cè)，從動輪設(shè)置于品字形底盤機架的上端，采用兩個差動輪為主動輪，偏置設(shè)置在底盤機架上，從動輪采用麥克納姆輪，保持移動機器人在移動過程中與地面的接觸點固定不變，解決了移動機器人在運動過程中發(fā)生側(cè)翻的問題。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。