[发明专利]一种零转弯半径抗震性强的底盘

说明书

本发明涉及一种底盘，特别涉及一种零转弯半径抗震性强的底盘，解决了现有差速底盘通过能力和抗震性差，阿克曼底盘转弯半径大及全向轮底盘轮子结构复杂、成本高、负载小的问题。该底盘的特殊在于：包括安装在车架前后的两个转向驱动桥；转向驱动桥包括对称设在车架左右两侧的两个悬挂单元；悬挂单元包括驱动模组、下控制臂、平行连杆减震器及转向拉杆；下控制臂一端与驱动模组安装壳体球铰连接，另一端与车架下端铰接；平行连杆减震器包括平行四边形机构结构的框架和上下两端分别与其机架、连杆铰接的阻尼避震器；平行四边形机构的连杆与驱动模组安装壳体固连，机架与车架上端球铰连接，机架通过转向拉杆与转向驱动单元连接。

技术领域

本发明涉及一种底盘，特别涉及一种零转弯半径抗震性强的底盘。

背景技术

目前移动机器人通常采用差速底盘、阿克曼底盘或者全向轮底盘。

上述三种底盘中，差速底盘的结构最为简单。差速底盘的结构形式有两种，一种是两驱动轮差速加万向轮的结构形式，即：使用两个驱动轮配合一个或几个万向轮，通过差速控制方式实现机器人的转向；另一种是四轮差速的结构形式，即：四轮都具有驱动力，轮子不能转向，通过两边轮速差实现转向。

两驱动轮差速加万向轮结构形式的差速底盘，是当前服务机器人使用最广泛的一种底盘。两驱动轮差速加万向轮结构形式的差速底盘的优点是：零转弯半径(绕两驱动轮中心转动)，结构简单；缺点是：通过能力差、难以布置悬挂避震系统。造成其通过能力差、难以布置悬挂避震系统的原因在于万向轮自身结构决定了万向轮轮径一般较小，而且万向轮无动力。因此，两驱动轮差速加万向轮结构形式的差速底盘，通常轮子和底盘刚性连接，这也决定了两驱动轮差速加万向轮结构形式的差速底盘只适合室内平坦地面。

四轮差速结构形式的差速底盘也具有零转弯半径的特性。但是这种四轮差速结构形式的差速底盘通常需要增加悬挂避震系统。因为如果驱动轮直接刚性连接于车架，在室外复杂地形行走时，地面的激励将会全部传导到车身及车身上配备的各种元器件上，易造成元器件的损坏，如果有摄像头，则会因为摄像头剧烈抖动，造成成像效果差，影响执行任务。增加悬挂避震系统后，直行时的抖动可以得到大大改善；但在转弯时，首先，由于该底盘采用的是直接两侧轮差速的方式(类似坦克和履带式拖拉机)，轮胎与地面之间存在剧烈的侧向摩擦并引起振动，由此产生的振动与减震器减震方向不平行，故该部分震动不能被减震器吸收，导致转向时依然会因为剧烈抖动影响执行任务；其次，为了克服转向时滑动摩檫的阻力，必须选择更大功率的电机，由此造成能量浪费和续航里程降低；再者，对轮胎也会产生非常严重的磨损。

阿克曼底盘的结构类似于汽车的前轮转向结构，这种底盘成熟，适应性较好，但是在无人驾驶车辆和机器人领域使用时，其最大困难在于，该底盘转弯时，存在一个较大的转弯半径。较大的转弯半径的存在，造成该底盘不能原地转动，限制了其在狭小空间的使用，同时也导致对导航的路径规划和运动控制精度要求更高。

全向轮底盘，例如麦克纳轮，其利用轮子圆周的滚子的横向或斜向滚动，使底盘可以在平面上进行矢量移动。但是这种全向轮底盘，其轮子结构复杂、成本高、负载小、滚子容易卡入异物造成行走不畅，因此，全向轮底盘只适用于室内平坦地面。

发明内容

本发明的目的是提供一种零转弯半径抗震性强的底盘，以解决现有差速底盘通过能力差、抗震性能差，现有阿克曼底盘转弯半径较大、不能在狭小空间使用、对导航的路径规划和运动控制精度要求高，以及现有全向轮底盘轮子结构复杂、成本高、负载小、只适用于室内平坦地面的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种零转弯半径抗震性强的底盘，包括车架；其特殊之处在于：

还包括分别安装在车架前后的两个转向驱动桥，以及转向驱动单元；

每个所述转向驱动桥均包括对称设置在车架左右两侧的两个悬挂单元；

每个所述悬挂单元均包括驱动模组、下控制臂、平行连杆减震器以及转向拉杆；