[发明专利]一种可在舵轮和万向轮间切换的机器人底盘

说明书

本发明涉及一种可在舵轮和万向轮间切换的机器人底盘，包括底盘框架、四个切换机构、四个轮组、四个转向机构；四个切换机构分别安装在四个轮组，四个轮组分别通过四个转向机构与底盘框架连接；轮组包括轮毂、轮支架、驱动电机、法兰联轴器；切换机构包括舵机、切换杆；轮支架包括安装板、连接板、第一转轴；轮毂与安装板转动连接，连接板与转向机构连接，安装板与连接板通过第一转轴转动连接，舵机安装在安装板，驱动电机的定子与安装板固定连接，驱动电机的输出轴通过法兰联轴器与轮毂连接；切换杆一端与连接板铰接，切换杆的另一端与舵机的舵臂铰接；本发明在发生故障时便于通过外力拖动，属于一种运输机器人底盘。

技术领域

本发明涉及一种运输机器人底盘，具体涉及一种可在舵轮和万向轮间切换的机器人底盘。

背景技术

机器人如今已经成为真正影响生活，改变人们生活方式的一种技术。机器人当中很重要的一部分便是运动模块，它决定了机器人的速度和灵活性，现阶段，舵轮底盘是各种底盘方案中运动能力较好的方案，但现有的舵轮底盘因结构所限，没有安装仿形机构，无法适用复杂地形，且一旦机器人出现故障，主动运行的舵轮组将变为不可控制状态，失去全向移动的性能，如当机器人底盘发生故障无法行走后，需要外力拖动，当施加在机器人的外力方向与舵轮组行走方向相同时，舵轮组在地面上滚动，外力只需克服滚动摩擦的阻力，滚动摩擦的阻力在相同摩擦因数的条件下远远小于滑动摩擦的阻力，因此外力可以轻易拖动整个机器人；当施加在机器人的外力方向与舵轮组行走方向不同时，舵轮组无法转向，此时整个机器人相当于一个固体在地面上，外力拖动整个机器人需要克服整个机器人的重力与地面产生的摩擦力，该摩擦力为滑动摩擦的阻力，通过外力拖动机器人会比较困难；而造成这种情况的原因主要是由于舵轮组无法转向，舵轮组无法转向的原因在于轮组不能相对于转向机构偏摆，轮组与转向机构之间没有偏心距，因此外力作用在机器人底盘时，轮组在外力和地面摩擦力的作用下是无法自由转向；轮组的行走方向无法转到与外力方向一致，机器人底盘无法由滑动摩擦转为滚动摩擦，因而,需要设计一种安装有仿形机构可适应各种地形的，在遇到故障时舵轮可切换为被动万向轮的机器人底盘，便于人工或其他救援机器人对其救援，拖动方便。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种发生故障时便于通过外力拖动的可在舵轮和万向轮间切换的机器人底盘。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可在舵轮和万向轮间切换的机器人底盘，包括底盘框架、四个切换机构、四个轮组、四个转向机构；四个切换机构分别安装在四个轮组，四个轮组分别通过四个转向机构与底盘框架连接；轮组包括轮毂、轮支架、驱动电机、法兰联轴器；切换机构包括舵机、切换杆；轮支架包括安装板、连接板、第一转轴；轮毂与安装板转动连接，连接板与转向机构连接，安装板与连接板通过第一转轴转动连接，舵机安装在安装板，驱动电机的定子与安装板固定连接，驱动电机的输出轴通过法兰联轴器与轮毂连接；切换杆一端与连接板铰接，切换杆的另一端与舵机的舵臂铰接；舵机通过切换杆带动安装板以第一转轴为支点相对于连接板摆动。采用这种结构后，在机器人底盘发生故障时，切换机构带动轮组相对于转向机构偏摆，在外力拖动机器人底盘时，轮毂根据外力的方向，结合地面摩擦力转动，轮毂的滚动方向切换到与外力的方向一直，从而外力可以轻易拖动机器人底盘。

作为一种优选，还包括四个仿形机构、联动机构；四个转向机构分别通过四个仿形机构与底盘框架摆动连接，四个仿形机构均与底盘框架铰接，四个仿形机构均与联动机构铰接，联动机构设在底盘框架，联动机构位于四个仿形机构之间。采用这种结构后，机器人底盘可以自适应地形变化。

作为一种优选，仿形机构包括摆件、摆杆；摆件的两端分别与底盘框架和转向机构铰接，摆杆的两端分别与底盘框架和转向机构铰接。采用这种结构后，结构简单，便于装配。