[实用新型]一种通用移动机器人全向底盘

说明书

本实用新型公开了一种通用移动机器人全向底盘，主要涉及机器人领域。包括底盘架，所述底盘架上设有多个移动机构，所述移动机构上设有转向机构，所述底盘架上还设有控制系统。本实用新型的有益效果在于：作为移动机器人的底盘结构，具有较高的通用性，改进机械设计以提高底盘运动效率，降低损耗件的替换成本，提高底盘运行时的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体是一种通用移动机器人全向底盘。

背景技术

随着机器人技术的发展，对移动机器人的需求越来越大，尤其在物流机器人、巡检机器人、服务交互型机器人的应用十分广泛。但是现在市场已有的全向移动底盘，如麦克纳姆轮全向底盘和全向轮全向底盘，仍存在诸多缺点，这些缺点限制了移动底盘的适用场景，让全向底盘缺乏通用的解决方案，这大大阻碍了移动机器人大规模商业化的发展进程。

下面举例说明市场现有的全向底盘上移动轮的缺点。

1、麦克纳姆轮

麦克纳姆轮的轮缘上斜向分布着许多纺锤状的小辊子，车轮可以斜横向滑动。将这种轮子组合使用，当轮子绕固定的轴线转动时，各小辊子形成了连续的圆弧状包络线，所以可以使车体实现平滑的全向运动；

缺点：对加工精度要求很高，安装非常复杂，而且由于其结构紧凑，只有在运动地表平面度比较理想的情况下才能实现全向运动的效果。在运动过程中倘若两片轮之间有杂物卷入，更会导致全向运动失效。此外滚子磨损快，替换成本高。

2、全向轮

在一个大轮子周围垂直方向上均匀分布若干小轮子，大轮子由电机驱动，小轮子可以自由转动，使机器人在大轮子垂直方向侧滑时没有摩擦。如果将三个或三个以上的这种轮子固连在机器人的底盘，每个轮子就可以提供一个与驱动轴重合的扭矩，这些扭矩的合成可以使机器人具备全向移动的能力；

缺点：加工非常复杂，运动效率低，承载能力比较弱，对地面的适应能力差，而且小辊子容易与地面出现相对滑动，使控制精度变差。拆装繁琐，替换成本高。

总的来说，现有全向底盘有以下缺点：①轮子力矩相互抵消，底盘运动效率低；②侧向运动约束小，容易发生侧向打滑；③均为滚子接触，接触面小，容易发生打滑。④滚子磨损快，替换成本高；④承载能力较弱；⑤对地面适应能力差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通用移动机器人全向底盘，它作为移动机器人的底盘结构，具有较高的通用性，改进机械设计以提高底盘运动效率，降低损耗件的替换成本，提高底盘运行时的稳定性。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种通用移动机器人全向底盘，包括底盘架，所述底盘架上设有多个移动机构，所述移动机构上设有转向机构，所述底盘架上还设有控制系统，

所述移动机构包括安装架，还包括通过所述安装架与底盘架安装的行走轮，所述行走轮外包有防滑胶皮，一侧所述安装架上设有驱动电机，

所述转向机构包括设置在底盘架上的安装孔，所述行走轮转动安装在安装孔内，所述安装孔内壁上设有内齿轮环，所述行走轮另一侧的安装架上设有转向电机，所述转向电机顶部设有与内齿轮环啮合的驱动齿轮，

所述控制系统包括全场编码器，所述全场编码器一侧连接有正交码盘，所述驱动电机和转向电机均与全场编码器电连接。

进一步的，所述行走轮上设有反馈系统，所述反馈系统设置在转向电机一侧，所述反馈系统与全场编码器电连接。

进一步的，所述反馈系统包括设置在转向电机一侧的磁编码器，所述磁编码器顶部连接有与驱动齿轮啮合的编码器齿轮，所述磁编码器与全场编码器电连接。

进一步的，所述编码器齿轮与驱动齿轮的传动比为1:1。