[发明专利]一种机器人平台轻量化驱动装置

说明书

本发明提供的一种机器人平台轻量化驱动装置，包括驱动轮模块、主履带模块和摆臂履带模块，驱动轮模块包括多个驱动轮和轮毂电机驱动器，驱动轮模块的控制由单独的轮毂电机驱动器承担，主履带模块包括橡胶主履带、从动轮、第一驱动轮，摆臂履带模块包括橡胶副履带、导向轮、保持架、第二驱动轮，轮毂电机驱动器与第一驱动轮或者第二驱动轮对应设置，以使行走部件的动力输入和动力传递全部由轮毂电机驱动器直接提供。本发明提供的技术方案将履带轮式部件与驱动部件分割成独立模块，对控制器做统一配置，改变了机器人传统的集中传动方式，降低了后期维护难度，大幅减少了传动部件的使用。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人平台轻量化驱动装置。

背景技术

目前国内外已经大量装备了各式各样的特种服务机器人。现有的特种服务机器人通常基于某一特定环境或任务开发，强调机器人的专用性，行走方式上以轮式和履带式为主。以带有前摆臂的履带构型为例，主履带和摆臂履带的驱动部分集成在底盘前部，一般使用高速电机和减速器的组合，控制板和电池组件依次布置在驱动部件之后。上述方案应用广泛，但存在以下问题：功能性与续航能力的冲突；功能性的提升与否，取决于所载传感器与功能组的完整性，要在功能提升引起重量增加的前提下保持足够的续航能力，平台势必会提出轻量化的要求；重心位置对通过性的影响；传统集中驱动方案中，由于固定的驱动模块占据底盘前端空间，电池组位置过于靠后，局限了重心的位置，在攀爬楼梯等障碍物时存在通过性不足的风险；传动复杂与可维护性的冲突；集中驱动方式采用高速电机与减速部件的组合，装配位置一旦确定，后续维护的难易程度将依赖设计阶段。

发明内容

为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种机器人平台轻量化驱动装置，包括底盘系统，所述底盘系统包括底盘主体部件和行走部件，所述行走部件包括驱动轮模块、主履带模块和摆臂履带模块；

所述驱动轮模块包括多个驱动轮和轮毂电机驱动器，所述驱动轮包括轮胎、直驱电机和编码器，所述驱动轮模块的控制由单独的轮毂电机驱动器承担，所述主履带模块包括橡胶主履带、从动轮、第一驱动轮，所述橡胶主履带连接所述从动轮和所述第一驱动轮，以使所述从动轮和所述第一驱动轮之间保持动力传递；

所述摆臂履带模块包括橡胶副履带、导向轮、保持架、第二驱动轮，所述橡胶副履带连接所述导向轮和所述第二驱动轮，以使所述导向轮和所述第二驱动轮之间保持动力传递，所述保持架设置在所述导向轮和所述第二驱动轮之间，用于支持履带，所述轮毂电机驱动器与所述第一驱动轮或者所述第二驱动轮对应设置，以使所述行走部件的动力输入和动力传递全部由所述轮毂电机驱动器直接提供。

可选的，所述驱动轮模块的大小尺寸包括小型和中型两种规格，分别对应履带模块的驱动和单独或复合的轮系驱动需要，尺寸比例系数为1.3。

可选的，所述第一驱动轮和所述从动轮设置在车体上，对应的轮毂电机驱动器集成到所述驱动轮模块的拓展插口上。

可选的，所述主履带模块的驱动力由所述驱动轮模块提供，所述主履带模块的驱动类型由所述驱动轮模块决定，所述橡胶主履带与履带式机器人平台通用，所述从动轮用于导向和保持履带形状。

可选的，所述底盘主体部件包括车框、电源及驱动模块、感知与通讯模块，所述车框提供底盘整体强度的同时，保持车体形状，为各个模块的集成布置提供空间，所述电源及驱动模块包括电池、主控制器和用于各个轮毂电机驱动器集成的拓展插口，所述感知与通讯模块包括各个通信设备和传感器的预留插口。

本发明具有下述有益效果：