本發(fā)明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種機器人行走裝置和輪式機器人。

背景技術：

現(xiàn)有輪式機器人行走裝置包括設置在機器人底盤內部的驅動電機和與驅動電機相連的萬向輪，通過驅動電機控制萬向輪轉動，以達到使機器人行走目的。在現(xiàn)有輪式機器人中，驅動電機設置在機器人底盤內部，驅動電機的輸出軸連接萬向輪軸心處，并使萬向輪部分外露于機器人底盤底部。在輪式機器人的驅動電機出現(xiàn)故障而需要更換時，需拆開機器人底盤才可進行更換，不便于機器人的后期維護。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種機器人行走裝置和輪式機器人，以解決驅動電機設置在機器人底盤內部而導致后期維護不便的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種機器人行走裝置，包括設置在機器人底盤底部的驅動機構和固定機構；

所述驅動機構包括沿所述機器人底盤徑向方向依次設置的驅動電機、全向輪、用于連接所述驅動電機的輸出軸和所述全向輪的轉接軸、以及用于實現(xiàn)所述轉接軸與所述驅動電機和所述全向輪固定連接的連接組件；

所述固定機構用于將所述驅動電機固定在所述機器人底盤上。

優(yōu)選地，所述輸出軸包括第一外切面，所述第一外切面上設有定位孔；

所述全向輪的輪轂上設有安裝孔，所述安裝孔內設有第一內切面；

所述轉接軸包括第一軸端和第二軸端；所述第一軸端上設有供所述輸出軸插入的轉接孔，所述轉接孔內部設有與所述第一外切面相匹配的第二內切面，且所述第二內切面上設有與所述定位孔相匹配的定位凸起；所述第二軸端上設有與所述全向輪的第一內切面相匹配的第二外切面。

優(yōu)選地，所述輸出軸的第一外切面上還設有第一限位孔；所述全向輪上還設有限位板，所述限位板上設有緊定通孔；所述第一軸端的側壁上設有貫穿所述轉接孔的第二限位孔和鎖緊螺孔；所述第二軸端的端面上設有緊定螺孔；

所述連接組件包括限位軸、鎖緊螺絲和緊定螺絲；所述限位軸穿設在所述第二限位孔和所述第一限位孔上；所述鎖緊螺絲與所述鎖緊螺孔配合；所述緊定螺絲穿過所述緊定通孔與所述緊定螺孔配合。

優(yōu)選地，所述驅動機構還包括用于固定所述輸出軸的固定軸承，所述固定軸承設置在所述機器人底盤上。

優(yōu)選地，所述固定軸承包括內殼、外殼、以及設置在所述內殼和所述外殼之間的連接軸承；所述內殼固定在所述驅動電機上，所述連接軸承上設有用于供所述輸出軸穿過的軸承孔，所述外殼固定所述機器人底盤上。

優(yōu)選地，所述機器人底盤底部設有用于放置所述驅動電機的電機槽、用于放置所述固定軸承的軸承安裝位和用于放置所述全向輪的全向輪倉位；所述電機槽、所述軸承安裝位和所述全向輪倉位均向所述機器人底盤內部方向凹陷。

優(yōu)選地，所述固定機構包括第一鎖扣、第二鎖扣和固定螺絲；所述第一鎖扣設置在所述電機槽內，且所述第一鎖扣上設有固定螺孔；所述第二鎖扣上設有與所述固定螺孔相對應的固定通孔；所述固定螺絲穿過所述固定通孔，并與所述固定螺孔配合；所述第一鎖扣和第二鎖扣之間配合形成供所述驅動電機通過的放置孔。

優(yōu)選地，所述固定機構還包括軟質套環(huán)，所述軟質套環(huán)套設在所述驅動電機上，并位于所述放置孔內。

優(yōu)選地，所述機器人行走裝置還包括保護機構，所述保護機構包括設置在所述機器人底盤底部的保護殼，所述保護殼與所述機器人底盤之間配合形成一容置所述驅動電機和所述固定軸承的容置空間。

優(yōu)選地，所述驅動機構設有三個，且相鄰兩個所述驅動機構之間的夾角相同。

本發(fā)明還提供一種輪式機器人，包括機器人底盤和所述機器人行走裝置。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明所提供的機器人行走裝置和輪式機器人中，采用固定機構將驅動機構設置在機器人底盤上，在驅動機構出現(xiàn)故障時，無需拆開機器人底盤即可進行更換，使得驅動機構的后期維護過程更簡單方便。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一實施例中機器人行走裝置的仰視圖。

圖2是圖1中機器人行走裝置的一結構示意圖。

圖3是圖1中機器人行走裝置的另一結構示意圖。

圖4是圖3中機器人行走裝置的轉接軸和連接組件的放大圖。

圖5是圖1中機器人行走裝置的一剖面圖。

圖6是圖5中a部分的爆炸圖。

圖中：100、驅動機構；110、驅動電機；111、輸出軸；1111、定位孔；1112、第一限位孔；112、第一螺孔；120、固定軸承；121、內殼；122、連接軸承；123、外殼；124、第一螺絲；130、轉接軸；131、第一軸端；1311、轉接孔；1312、定位凸起；1313、第二限位孔；1314、鎖緊螺孔；132、第二軸端；1321、緊定螺孔；140、全向輪；141、安裝孔；142、限位板；150、電機控制板；160、連接組件；161、限位軸；162、鎖緊螺絲；163、緊定螺絲；200、固定機構；210、第一鎖扣；220、第二鎖扣；230、固定螺絲；240、軟質套環(huán)；300、機器人底盤；310、電機槽；320、軸承安裝位；330、全向輪倉位；340、連接螺孔；400、保護機構；410、保護殼；411、連接通孔；420、連接螺絲。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

圖1-圖4示出本實施例中的機器人行走裝置。機器人行走裝置應用在輪式機器人上，且該機器人行走裝置設置在輪式機器人的機器人底盤300底部上，具體設置在機器人底盤300底部的外側，用于驅動機器人行走。如圖1-圖4所示，該機器人行走裝置包括設置在機器人底盤300底部的驅動機構100以及用于將驅動機構100固定在機器人底盤300底部的固定機構200，采用固定機構200將驅動機構100固定在機器人底盤300上，在驅動機構100出現(xiàn)故障時，無需拆開機器人底盤300即可進行更換，使得驅動機構100的后期維護過程更簡單方便。

如圖3和圖4所示，驅動機構100包括沿機器人底盤300徑向方向依次設置的驅動電機110、全向輪140、用于連接驅動電機110的輸出軸111和全向輪140的轉接軸130、以及用于實現(xiàn)輸出軸111與驅動電機110和全向輪140固定連接的連接組件160。具體地，可采用連接組件160將驅動電機110的輸出軸111與轉接軸130相連，并將轉接軸130與全向輪140相連，以使驅動電機110工作時，可通過輸出軸111帶動與轉接軸130相連的全向輪140轉動，以實現(xiàn)驅動機器人行走的目的。具體地，驅動電機110的輸出軸111包括第一外切面，該第一外切面與轉接軸130配合，且第一外切面上依次設有定位孔1111和第一限位孔1112，用于與轉接軸130配合。

本實施例中，驅動機構100還包括設置在機器人底盤300上的電機控制板150，且機器人底盤300上設有一通孔，電機控制板150通過一穿過該通孔的信號線與設置在機器人底盤300底部的驅動電機110電連接，以實現(xiàn)對驅動電機110的控制?？梢岳斫獾兀姍C控制板150與至少兩個驅動機構100相連，通過預設的控制邏輯控制每一驅動機構100的全向輪140轉動，以實現(xiàn)驅動機器人行走目的。

全向輪140的輪轂上設有安裝孔141，且安裝孔141內設有第一內切面，該第一內切面與轉接軸130相配合。而且，全向輪140上還設有限位板142，限位板142設置在全向輪140的輪轂外側，且限位板142上設有緊定通孔，限位板142可與連接組件160配合，以實現(xiàn)全向輪140與轉接軸130的固定連接。

如圖4-圖6所示，轉接軸130包括用于連接驅動電機110的輸出軸111的第一軸端131和用于連接全向輪140的第二軸端132。第一軸端131和第二軸端132一體成型，且第一軸端131和第二軸端132的外徑形狀和大小不相同。其中，第一軸端131上設有供輸出軸111插入的轉接孔1311，轉接孔1311內部設有與第一外切面相匹配的第二內切面，輸出軸111的第一外切面與第一軸端131的第二內切面配合，以保證驅動電機110的輸出軸111可帶動轉接軸130旋轉，以避免輸出軸111的輸出軸111與轉接軸130的第一軸端131發(fā)生相對旋轉。進一步地，第二內切面上設有與定位孔1111相匹配的定位凸起1312，在將驅動電機110的輸出軸111插入轉接孔1311上時，使得第二內切面的定位凸起1312伸入第一外切面上的定位孔1111上，以達到定位效果。進一步地，第一軸端131的側壁上設有貫穿轉接孔1311的第二限位孔1313和鎖緊螺孔1314，在定位凸起1312伸入第一定位孔1111上時，第一限位孔1112正對第二限位孔1313。

連接組件160包括與第一限位孔1112和第二限位孔1313配合的限位軸161。使用時，將限位軸161穿過第二限位孔1313和第一限位孔1112，以限制驅動電機110的輸出軸111與轉接軸130沿徑向方向相互遠離，從而達到連接驅動電機110的輸出軸111和轉接軸130的目的?？梢岳斫獾?，限位軸161的長度小于或等于第一限位孔1112和第二限位孔1313的厚度之和，以避免將限位軸161安裝在第一限位孔1112和第二限位孔1313內時，限位軸161伸出第一限位孔1112，使得驅動電機110的輸出軸111帶動轉接軸130轉動時，需預留一定的空間以保證限位軸161的旋轉，使得安裝在機器人底盤300的驅動機構100的體積較大。

進一步地，連接組件160還包括與鎖緊螺孔1314配合的鎖緊螺絲162。將轉接軸130與驅動電機110相連時，需先將驅動電機110的輸出軸111伸入轉接軸130的轉接孔1311，并使轉接孔1311內的定位凸起1312伸入輸出軸111上的定位孔1111上，然后將限位軸161插入第二限位孔1313和第一限位孔1112內，最后再將鎖緊螺絲162旋入轉接軸130一側壁上的鎖緊螺孔1314內并擰緊，以使鎖緊螺絲162擠壓驅動電機110的輸出軸111，從而進一步固定驅動電機110的輸出軸111與轉接軸130，避免驅動電機110帶動轉接軸130轉動時發(fā)生松動、脫落等現(xiàn)象。本實施例中，轉接軸130的第一軸端131上的鎖緊螺孔1314正對定位凸起1312，以保證鎖緊效果。

進一步地，第二軸端132的端面上設有緊定螺孔1321，通過緊定螺孔1321與連接組件160配合，以將轉接軸130與全向輪140固定連接。具體地，連接組件160還包括用于連接轉接軸130和全向輪140的緊定螺絲163。將轉接軸130與全向輪140相連時，需先將轉接軸130的第二軸端132插入全向輪140的輪轂中心位置的安裝孔141，以使第二軸端132的第二外切面與第一內切面配合，以避免第二軸端132與全向輪140發(fā)生相對轉動；然后將緊定螺絲163穿過輪轂外側的限位板142上的緊定通孔(圖中未示出)，并旋轉插入轉接軸130上的緊定螺孔1321內并擰緊，即可實現(xiàn)轉接軸130與全向輪140固定連接。本實施例中，第二軸端132上設有與全向輪140的第一內切面相匹配的第二外切面，在將轉接軸130的第二軸端132插入全向輪140的輪轂上的安裝孔141時，由于第二外切面與第一內切面配合，以使隨驅動電機110轉動的轉接軸130可帶動全向輪140轉動，以實現(xiàn)驅動機器人行走的目的。

進一步地，驅動機構100還包括用于固定驅動電機110的輸出軸111的固定軸承120，固定軸承120設置在機器人底盤300上。固定軸承120的設置，可降低驅動電機110的輸出軸111在旋轉過程的摩擦，并保證其回旋精度。具體地，固定軸承120包括內殼121、外殼123、以及設置在內殼121和外殼123之間的連接軸承122；內殼121固定在驅動電機110上，連接軸承122上設有用于供輸出軸111穿過的軸承孔，外殼123固定機器人底盤300上。

本實施例中，內殼121上設有第一通孔(圖中未示出)，相應地，驅動電機110上設有第一螺孔112，采用第一螺絲124穿過第一通孔后再與第一螺孔112配合，以實現(xiàn)將內殼121固定在驅動電機110上。外殼123上設有第二通孔，相應地，機器人底盤300上設有第二螺孔，采用第二螺絲穿過第二通孔再與第二螺孔配合，以實現(xiàn)將固定軸承120固定在機器人底盤300上。固定軸承120通過第二螺絲固定在機器人底盤300上，可防止驅動電機110的輸出軸111因受力過大而發(fā)生損壞，以提高驅動電機110的使用壽命。

本實施例中，每一驅動機構100包括依次包括驅動電機110、固定軸承120、轉接軸130和全向輪140，其中，驅動電機110和固定軸承120分別固定在機器人底盤300上，驅動電機110的輸出軸111穿過固定軸承120并與轉接軸130固定連接，并通過轉接軸130控制全向輪140轉動，以達到驅動機器人行走目的。為避免機器人底盤300過高而影響其行走過程的穩(wěn)定性，可在機器人底盤300底部設有用于放置驅動電機110的電機槽310、用于放置固定軸承120的軸承安裝位320和用于放置全向輪140的全向輪倉位330；電機槽310、軸承安裝位320和全向輪倉位330均向機器人底盤300內部方向凹陷。安裝時，需將驅動機構100的驅動電機110、固定軸承120和全向輪140依次放入電機槽310、軸承安裝位320和全向輪倉位330內，以使驅動電機110、固定軸承120、轉接軸130和全向輪140的軸線與機器人底盤300所在平面平行，以降低機器人底盤300的高度，保證機器人行走過程的穩(wěn)定性。

具體地，固定機構200包括包括第一鎖扣210、第二鎖扣220和固定螺絲230；第一鎖扣210設置在電機槽310內，且第一鎖扣210上設有固定螺孔；第二鎖扣220上設有與固定螺孔相對應的固定通孔；固定螺絲230穿過固定通孔再與固定螺孔配合，以實現(xiàn)固定連接第二鎖扣220和第一鎖扣210。第一鎖扣210和第二鎖扣220之間配合形成供驅動電機110通過的放置孔。

本實施例中，第一鎖扣210和第二鎖扣220均包括呈c形的本體部和設置設置在本體部兩端的兩個連接部，第一鎖扣210上的兩個連接部上各設有一固定螺孔，而第二鎖扣220上的兩個連接部上各設有一固定通孔?？梢岳斫獾兀瑑蓚€本體部呈c形的第一鎖扣210和第二鎖扣220之間配合形成供驅動電機110通過的放置孔。安裝時，將驅動電機110放置在第一鎖扣210上，再將第二鎖扣220扣合在第一鎖扣210上，采用固定螺絲230穿過固定通孔和固定螺孔，并擰緊固定螺絲230，以實現(xiàn)第一鎖扣210和第二鎖扣220的固定，以將驅動電機110固定第一鎖扣210和第二鎖扣220之間形成的放置孔內。

進一步地，固定機構200還包括軟質套環(huán)240，軟質套環(huán)240套設在驅動電機110上，并設置在第一鎖扣210和第二鎖扣220之間形成的放置孔內。裝配時，先將軟質套環(huán)240套設在驅動電機110上，再將驅動電機110放置在第一鎖扣210上，并將第二鎖扣220扣合在第一鎖扣210上，然后采用固定螺絲230固定第一鎖扣210和第二鎖扣220，軟質套環(huán)240的設置，可達到保護驅動電機110的目的。

本實施例中，機器人行走裝置還包括保護機構400，保護機構400包括設置在機器人底盤300底部上的保護殼410，保護殼410與機器人底盤300之間配合形成一容置驅動電機110和固定軸承120的容置空間，以起到保護驅動電機110和固定軸承120的作用?？梢岳斫獾兀Ｗo機構400還包括用于將保護殼410固定在機器人底盤300底部的連接螺絲420；其中，保護殼410上設有若干連接通孔411，機器人底盤300上設有與連接通孔411匹配的連接螺孔340；連接螺絲420穿過連接通孔411，并與連接螺孔340配合，以將保護殼410固定在機器人底盤300底部。保護殼410的形狀與機器人底盤300上的電機槽310和軸承安裝位320的形狀相匹配，且保護殼410邊緣處設有若干連接通孔411，而電機槽310和軸承安裝位320的外邊緣上的機器人底盤300上設有連接螺孔340，在采用固定機構200將驅動電機110固定機器人底盤300上，然后將固定軸承120固定在機器人底盤300上時，采用連接螺絲420將保護殼410固定在機器人底盤300上，以起到保護驅動電機110和固定軸承120的作用。

本實施例中，驅動機構100設有三個，相應地，用于固定驅動機構100的固定機構200也設有三個，且相鄰兩個驅動機構100之間的夾角相同。即設置在機器人底盤300的三個驅動機構100中任意兩個驅動機構100之間的夾角均為120，相應地，任意兩個驅動電機110之間的夾角為120度，或者任意兩個全向輪140之間的夾角為120度。驅動機構100設有三個，并保證相鄰兩個驅動機構100之間的夾角相同，以使機器人的重心位于機器人底盤300的中心位置，保證機器人行走過程的穩(wěn)定性，避免其行走過程出現(xiàn)晃動。可以理解地，驅動機構100的數(shù)量為四個或其他數(shù)目時，其對應相鄰兩個驅動機構100之間的夾角為360度與驅動機構100的數(shù)量的商；機器人內部控制邏輯與驅動機構100的數(shù)量相關聯(lián)。

本實施例所提供的機器人行走裝置中，采用固定機構200將驅動機構100設置在機器人底盤300上，在驅動機構100出現(xiàn)故障時，無需拆開機器人底盤300即可進行更換，使得驅動機構100的后期維護過程更簡單方便。

本發(fā)明是通過上述具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進行各種變換和等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而應當包括落入本發(fā)明權利要求范圍內的全部實施方式。