[发明专利]模块化悬挂底盘装置及自动导航机器人

说明书

本发明提供了一种模块化悬挂底盘装置及自动导航机器人，模块化悬挂底盘装置，包括车架、前桥转向机构以及后桥驱动机构，所述前桥转向机构、所述后桥驱动机构分别可拆卸安装于所述车架上；所述前桥转向机构包括前桥、两分别安装于所述前桥两侧的前轮、安装于所述前桥上第一驱动电机、连接在所述第一驱动电机与两所述前轮之间的转向传动机构；所述后桥驱动机构包括后桥、两分别安装于所述后桥两侧的后轮、安装于所述后桥上的第二驱动电机、与所述第二驱动电机传动连接的差速减速机。本发明提供的模块化悬挂底盘装置及自动导航机器人，使得各功能模块更加方便维护以及更换，减小了轮胎与地面的滑移摩擦，转弯半径小，具有较好的承载能力。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种模块化悬挂底盘装置及自动导航机器人。

背景技术

目前用于自动导航的机器人系统中，大部分采用的是简单的差速底盘系统，主要分为两类：一类是底盘两侧各一驱动轮，再配以多个万向轮的形式；另一类是两侧布置两个以上的驱动轮，所有驱动轮均由该侧同一个电机驱动，通过机械传动使得同侧轮均获得驱动力。

前一种差速底盘结构简单，虽然转弯半径小，特别是驱动轮中置的类型现多用于服务机器人，但其对地面的适应性低。后一种由于多轮均具有驱动力，因此能够适应在户外使用的场合，但由于在转向时，靠两侧轮差速，轮子与地面出现严重滑移，电机需要克服额外的巨大的摩擦力，不仅造成轮胎的加速磨损，而且造成额外的功率损失，在设计时需要选取功率更大的电机。而且这两种底盘在设计时，往往追求结构简单，很少有设计悬挂结构，即使设计悬挂结构也是较为简单的形式，例如服务机器人使用中置驱动的底盘由于增加的悬挂使得要么驱动轮打滑，要么出现摆头问题，并且往往驱动系统以及转向系统均与整体结构直接连接，在前期组装和后期维护过程中非常不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化悬挂底盘装置及自动导航机器人，以解决现有技术中的底盘装置存在的前期组装和后期维护极其不便、且轮胎磨损严重的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种模块化悬挂底盘装置，包括车架、前桥转向机构以及后桥驱动机构，所述前桥转向机构、所述后桥驱动机构分别可拆卸安装于所述车架上；所述前桥转向机构包括前桥、两分别安装于所述前桥两侧的前轮、安装于所述前桥上并用于驱动两所述前轮转向的第一驱动电机、连接在所述第一驱动电机与两所述前轮之间并用于将所述第一驱动电机的驱动力传递给两所述前轮的转向传动机构；所述后桥驱动机构包括后桥、两分别安装于所述后桥两侧的后轮、安装于所述后桥上并用于驱动两所述后轮的第二驱动电机、与所述第二驱动电机传动连接的差速减速机。

进一步地，所述转向传动机构包括齿条、用于将所述第一驱动电机的驱动转变成所述齿条的横向移动的齿轮转向器、分别连接于所述齿条两端的两个转向拉杆、以及转动安装于所述前桥两侧的两个拉臂，各所述转向拉杆分别与对应的所述拉臂转动连接，两个所述前轮分别与对应的所述拉臂连接。

进一步地，所述模块化悬挂底盘装置还包括第一减震机构，所述前桥转向机构通过所述第一减震机构与所述车架连接，所述第一减震机构包括第一减震器以及第一摆杆组件，所述第一减震器的一端与所述前桥连接，所述第一减震器的另一端与所述车架连接，所述第一摆杆组件分别与所述前桥以及所述车架连接。

进一步地，所述第一摆杆组件包括第一摆杆以及第一连接杆，所述第一摆杆靠近所述第一连接杆的一端并列设置有至少两个第一减震衬套，所述第一摆杆远离所述第一连接杆的一端与所述前桥连接，所述第一摆杆靠近所述第一连接杆的一端通过各所述第一减震衬套与所述第一连接杆连接，所述第一连接杆与所述车架连接。

进一步地，所述模块化悬挂底盘装置还包括第二减震机构，所述后桥驱动机构构通过所述第二减震机构与所述车架连接，所述第二减震机构包括第二减震器以及第二摆杆组件，所述第二减震器的一端与所述后桥连接，所述第二减震器的另一端与所述车架连接，所述第二摆杆组件分别与所述后桥以及所述车架连接。