一种悬挂底盘及轮式机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种悬挂底盘及轮式机器人。

背景技术：

2.为保证轮式机器人(多为四轮)在不平整的地面上运行时车轮与地面的接触及良好着力，轮式机器人通常会设计悬挂系统。悬挂是用于连接车轮与底盘以缓和因地面起伏对底盘的运动及受力造成的影响的结构。现有的轮式机器人底盘悬挂技术多来自于汽车的悬挂技术，如独立悬挂系统有麦弗逊式独立悬架，多连杆式独立悬架，双叉臂式独立悬架，非独立悬挂系统有扭力梁式悬架，整体桥式悬架，弹簧板式悬架等。但是，上述的悬挂方案在轮式机器人上适应性较差，而且对车轮接触的地面高度差距较大时难以克服部分车轮悬空或不着力的问题。

技术实现要素：

3.本发明所要解决的问题是：如何提供一种能够克服较大地面高度差，以保障机器人正常运行的悬挂底盘。
4.本发明提供一种悬挂底盘，包括：底盘主体、减震器以及间隔设置于所述底盘主体外周的多个悬挂组件，所述减震器连接于任意相邻两个所述悬挂组件之间，所述悬挂组件包括悬挂架、上摆臂和下摆臂，所述悬挂架用于与车轮连接，所述上摆臂的一端铰接于所述悬挂架远离地面方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体，所述下摆臂的一端铰接于所述悬挂架朝向所述底盘主体方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体，所述减震器包括弹簧，所述弹簧连接于任意相邻两个所述下摆臂之间。
5.本发明提供的一种悬挂底盘，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：
6.本发明所述的悬挂底盘，具体为非独立悬挂底盘，本悬挂底盘可以用于轮式机器人(多为四轮)，其可以保证轮式机器人在不平整的地面上运行时车轮与地面的接触及良好着力，具体地，当遇到起伏路段时，一边车轮被抬起，此时通过连接在被抬起车轮与底盘主体之间的悬挂组件，可以将连接于此悬挂组件两侧的减震器的弹簧进行压缩，即连接在被抬起车轮上的悬挂架随被抬起车轮一同起伏，此悬挂架将带动上摆臂和下摆臂发生偏转，此下摆臂的偏转将使得位于此下摆臂两侧的弹簧进行压缩，从而迫使相邻悬挂组件下压，使车轮与地面接触，以此来达到适应地形的能力，悬挂组件下压过程中悬挂架将承受单侧下压力，铰接在底盘主体与悬挂架之间的上摆臂用于保持悬挂架与车轮的相对位置，防止悬挂架发生偏转。本发明的悬挂底盘，相比于现有技术，能够克服较大地面高度差，以保障机器人正常运行。
7.可选地，所述下摆臂包括第一连杆、第二连杆和拼接结构，所述第一连杆的一端铰接于所述悬挂架朝向所述底盘主体方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体，所述第二连杆的端部铰接于所述底盘主体，所述拼接结构的一端连接于所述第二连杆远离所述底盘主体方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆。
8.可选地，所述拼接结构包括第一拼接板和第二拼接板，所述第一拼接板的一端连接于所述第二连杆远离所述底盘主体方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆靠近所述底盘主体方向的端部，所述第二拼接板的一端连接于所述第二连杆远离所述底盘主体方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆远离所述底盘主体方向的端部。
9.可选地，所述下摆臂还包括立柱结构，所述立柱结构包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱连接于所述第一连杆靠近所述底盘主体方向的端部，所述第二立柱连接于所述第二连杆靠近所述底盘主体方向的端部，所述减震器连接于任意相邻两个所述立柱结构之间。
10.可选地，所述下摆臂还包括加强杆，所述加强杆连接于所述第一立柱和所述第二立柱之间。
11.可选地，所述减震器铰接于任意相邻两个所述立柱结构之间，所述减震器还包括第一圆杆和第二圆杆，所述第一圆杆开设有与所述第二圆杆形状相适配的孔结构，所述第二圆杆活动连接于所述孔结构，所述弹簧连接于所述第一圆杆和所述第二圆杆之间。
12.可选地，所述底盘主体呈方形结构，且在所述底盘主体的四角处对应设置有所述悬挂组件。
13.可选地，所述悬挂架的整体呈n形结构。
14.可选地，所述减震器为弹簧阻尼减震器。
15.另外，本发明还提供一种轮式机器人，包括如前所述的悬挂底盘。
16.由于所述轮式机器人的技术改进和取得的技术效果与所述悬挂底盘一样，因此不再对所述轮式机器人的技术效果做出详细说明。
附图说明
17.图1为本发明实施例的悬挂底盘的结构示意图；
18.图2为本发明实施例的悬挂底盘的俯视图；
19.图3为图2中ⅰ处局部放大图。
20.附图标记说明：
21.1、底盘主体；2、减震器；21、弹簧；22、第一圆杆；23、第二圆杆；3、悬挂组件；31、悬挂架；32、上摆臂；33、下摆臂；331、第一连杆；332、第二连杆；333、拼接结构；3331、第一拼接板；3332、第二拼接板；34、立柱结构；341、第一立柱；342、第二立柱；35、加强杆；01、车轮。
具体实施方式
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.而且，附图中z轴表示竖向，也就是上下位置，并且z轴的正向(也就是z轴的箭头指向)表示上，z轴的负向(也就是与z轴的正向相反的方向)表示下。
25.同时需要说明的是，前述z轴表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.如图1至图3所示，本发明实施例的一种悬挂底盘，包括：底盘主体1、减震器2以及间隔设置于底盘主体1外周的多个悬挂组件3，减震器2连接于任意相邻两个悬挂组件3之间，悬挂组件3包括悬挂架31、上摆臂32和下摆臂33，悬挂架31用于与车轮01连接，上摆臂32的一端铰接于悬挂架31远离地面方向的一侧，且另一端铰接于底盘主体1，下摆臂33的一端铰接于悬挂架31朝向底盘主体1方向的一侧，且另一端铰接于底盘主体1，减震器2包括弹簧21，弹簧21连接于任意相邻两个下摆臂33之间。
27.在本实施例中，本悬挂底盘具体为非独立悬挂底盘，本悬挂底盘可以用于轮式机器人(多为四轮)，其可以保证轮式机器人在不平整的地面上运行时车轮01与地面的接触及良好着力，具体地，当遇到起伏路段时，一边车轮01被抬起，此时通过连接在被抬起车轮01与底盘主体1之间的悬挂组件3，可以将连接于此悬挂组件3两侧的减震器2的弹簧21进行压缩，即连接在被抬起车轮01上的悬挂架31随被抬起车轮01一同起伏，此悬挂架31将带动下摆臂33发生偏转，下摆臂33的偏转将此下摆臂33两侧的弹簧21进行压缩，从而迫使相邻悬挂组件3下压，使车轮01与地面接触，以此来达到适应地形的能力，悬挂组件3下压过程中悬挂架31将承受单侧下压力，铰接在底盘主体1与悬挂架31之间的上摆臂32不仅可以减少悬挂架31的应力集中，还能增强整体强度。本发明的悬挂底盘，相比于现有技术，能够克服较大地面高度差，以保障机器人正常运行。
28.在上述的工作过程中，前述的“铰接”均采用铰链连接，即用来连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。底盘主体1可以是方形结构或圆盘结构，其中多个悬挂组件3间隔设置于底盘主体1的外周，通常悬挂组件3设置有四个，若底盘主体1是方形结构，则悬挂组件3设置于底盘主体1的四角处。上摆臂32可以是圆杆结构或截面为四边形的杆状结构，下摆臂33可以是由多个圆杆或方杆拼接而成。悬挂架31的整体可以是呈n形结构，悬挂架31的下端可通过销轴与车轮01的中心位置连接，即车轮01可相对悬挂架31转动。上摆臂32的一端铰接于悬挂架31的上端(附图1中z轴正方向)，且另一端铰接于底盘主体1的上部(附图1中z轴正方向)，下摆臂33的一端铰接于悬挂架31朝向底盘主体1方向的一侧的下部(附图1中z轴反方向)，且另一端铰接于底盘主体1的下部(附图1中z轴反方向)，上摆臂32位于下摆臂33的正上方(附图1中z轴正方向)。
29.可选地，下摆臂33包括第一连杆331、第二连杆332和拼接结构333，第一连杆331的一端铰接于悬挂架31朝向底盘主体1方向的一侧，且另一端铰接于底盘主体1，第二连杆332的端部铰接于底盘主体1，拼接结构333的一端连接于第二连杆332远离底盘主体1方向的端部，且另一端连接于第一连杆331。
30.在本实施例中，结合附图1和附图2所示，第一连杆331与第二连杆332均为截面呈四边形的方杆结构，且第一连杆331的长度长于第二连杆332的长度，如此设置可以在车轮01转向时，保证其不发生干涉问题，第一连杆331的一端可通过铰链铰接在底盘主体1的下部(附图1中z轴反方向)，且另一端可通过铰链铰接在悬挂架31朝向底盘主体1方向的一侧的下部(附图1中z轴反方向)，第二连杆332的一端通过铰链铰接在底盘主体1的下部，且第二连杆332相对第一连杆331间隔设置，在第一连杆331与第二连杆332之间设置有拼接结构
333，其中拼接结构333可通过螺栓连接或焊接在第一连杆331与第二连杆332之间。
31.在其他实施方式中，第一连杆331与第二连杆332还可以是圆杆结构，在此不做限制，根据实际情况而定。
32.可选地，拼接结构333包括第一拼接板3331和第二拼接板3332，第一拼接板3331的一端连接于第二连杆332远离底盘主体1方向的端部，且另一端连接于第一连杆331靠近底盘主体1方向的端部，第二拼接板3332的一端连接于第二连杆332远离底盘主体1方向的端部，且另一端连接于第一连杆331远离底盘主体1方向的端部。
33.在本实施例中，结合附图1和附图2所示，第一拼接板3331和第二拼接板3332可以是长条板状结构，在第一拼接板3331和第二拼接板3332的两端部分别开设有第一螺纹孔，在第一连杆331与第二连杆332上开设有与第一螺纹孔相对应的第二螺纹孔，以此第一拼接板3331和第二拼接板3332可通过螺栓连接在第一连杆331与第二连杆332上，第一拼接板3331和第二拼接板3332用于保证第一连杆331与第二连杆332的工作强度。
34.在其他实施方式中，第一拼接板3331和第二拼接板3332还可采用焊接方式连接在第一连杆331与第二连杆332之间，若为了第一拼接板3331和第二拼接板3332在第一连杆331与第二连杆332之间拆卸维修方便，故优选为可拆卸连接(例如螺栓连接)，在此不做限制，可根据实际情况而定。
35.可选地，下摆臂33还包括立柱结构34，立柱结构34包括第一立柱341和第二立柱342，第一立柱341连接于第一连杆331靠近底盘主体1方向的端部，第二立柱342连接于第二连杆332靠近底盘主体1方向的端部，减震器2连接于任意相邻两个立柱结构34之间。
36.在本实施例中，结合附图1和附图2所示，第一立柱341和第二立柱342可以是截面呈四边形的方形结构，第一立柱341可通过螺栓连接在第一连杆331上，且第一立柱341与第一连杆331相对垂直设置，第二立柱342可通过螺栓连接在第二连杆332上，且第二立柱342与第二连杆332相对垂直设置，任意相邻两个第二立柱342之间分别通过铰链铰接有减震器2，且任意相邻两个第一立柱341之间分别通过铰链铰接有减震器2。
37.在其他实施方式中，第一立柱341还可通过焊接方式连接在第一连杆331上，第二立柱342还可通过焊接方式连接在第二连杆332上，若为了第一立柱341与第二立柱342拆卸维修方便，故优选为可拆卸式连接(例如螺栓连接)，在此不做限制，根据实际情况而定。第一立柱341和第二立柱342还可以是圆杆结构，且在第一立柱341与第一连杆331之间、第二立柱342与第二连杆332之间可通过螺栓连接或焊接加强筋，以保证二者之间的连接强度。
38.可选地，下摆臂33还包括加强杆35，加强杆35连接于第一立柱341和第二立柱342之间。
39.在本实施例中，结合附图1和附图2所示，加强杆35可以是方形杆状结构或圆杆结构，加强杆35可通过螺栓连接或焊接的方式连接在第一立柱341和第二立柱342之间。
40.可选地，减震器2铰接于任意相邻两个立柱结构34之间，减震器2还包括第一圆杆22和第二圆杆23，第一圆杆22开设有与第二圆杆23形状相适配的孔结构，第二圆杆23活动连接于孔结构，弹簧21连接于第一圆杆22和第二圆杆23之间。
41.在本实施例中，结合附图3所示，当通过本悬挂底盘行驶在起伏路段时，第二圆杆23会相对第一圆杆22伸缩，以此将带动弹簧21压缩或拉长，第一圆杆22和第二圆杆23可以使弹簧21在受压时更加稳定，工作过程中不会歪，避免较长的弹簧21在压缩时折弯。
42.可选地，底盘主体1呈方形结构，且在底盘主体1的四角处对应设置有悬挂组件3。
43.在本实施例中，结合附图1或附图2所示，底盘主体1呈方形结构，附图1或附图2中刚给出了底盘主体1呈四边形结构，其四角处对应设置有悬挂组件3，由于目前轮式机器人多为四轮结构，故底盘主体1如此设置。当然，根据不同需要，还可适当增加悬挂组件3的数量，以满足不同需求。
44.在其他实施方式中，底盘主体1还可以呈圆盘式结构，在此不做限制，根据实际情况而定。
45.可选地，悬挂架31的整体呈n形结构。
46.在本实施例中，结合附图1所示，悬挂架31的整体呈n形(门形)结构，即悬挂架31包括一个横向板和两个竖向板，两个竖向板相对横向板垂直连接在横向板的两端部，悬挂架31的整体可以是一体成型结构，以保证悬挂架31的整体工作强度。
47.可选地，减震器2为弹簧阻尼减震器。
48.在本实施例中，减震器2可以选用目前现有的弹簧阻尼减震器，弹簧阻尼减震器(又称预应力弹簧减震器)，阻尼弹簧减振器采用最优质的弹簧钢，减震器效果可到95％以上，使用寿命也高达10年以上，具有钢弹簧减震器的低频率和阻尼大的双重优点，消震效果好。
49.另外，本发明另一实施例的轮式机器人，包括如前的悬挂底盘。
50.由于轮式机器人的技术改进和取得的技术效果与悬挂底盘一样，因此不再对轮式机器人的技术效果做出详细说明。
51.术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
52.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种悬挂底盘，其特征在于，包括：底盘主体(1)、减震器(2)以及间隔设置于所述底盘主体(1)外周的多个悬挂组件(3)，所述减震器(2)连接于任意相邻两个所述悬挂组件(3)之间，所述悬挂组件(3)包括悬挂架(31)、上摆臂(32)和下摆臂(33)，所述悬挂架(31)用于与车轮(01)连接，所述上摆臂(32)的一端铰接于所述悬挂架(31)远离地面方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体(1)，所述下摆臂(33)的一端铰接于所述悬挂架(31)朝向所述底盘主体(1)方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体(1)，所述减震器(2)包括弹簧(21)，所述弹簧(21)连接于任意相邻两个所述下摆臂(33)之间。2.根据权利要求1所述的悬挂底盘，其特征在于，所述下摆臂(33)包括第一连杆(331)、第二连杆(332)和拼接结构(333)，所述第一连杆(331)的一端铰接于所述悬挂架(31)朝向所述底盘主体(1)方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体(1)，所述第二连杆(332)的端部铰接于所述底盘主体(1)，所述拼接结构(333)的一端连接于所述第二连杆(332)远离所述底盘主体(1)方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆(331)。3.根据权利要求2所述的悬挂底盘，其特征在于，所述拼接结构(333)包括第一拼接板(3331)和第二拼接板(3332)，所述第一拼接板(3331)的一端连接于所述第二连杆(332)远离所述底盘主体(1)方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆(331)靠近所述底盘主体(1)方向的端部，所述第二拼接板(3332)的一端连接于所述第二连杆(332)远离所述底盘主体(1)方向的端部，且另一端连接于所述第一连杆(331)远离所述底盘主体(1)方向的端部。4.根据权利要求2所述的悬挂底盘，其特征在于，所述下摆臂(33)还包括立柱结构(34)，所述立柱结构(34)包括第一立柱(341)和第二立柱(342)，所述第一立柱(341)连接于所述第一连杆(331)靠近所述底盘主体(1)方向的端部，所述第二立柱(342)连接于所述第二连杆(332)靠近所述底盘主体(1)方向的端部，所述减震器(2)连接于任意相邻两个所述立柱结构(34)之间。5.根据权利要求4所述的悬挂底盘，其特征在于，所述下摆臂(33)还包括加强杆(35)，所述加强杆(35)连接于所述第一立柱(341)和所述第二立柱(342)之间。6.根据权利要求4所述的悬挂底盘，其特征在于，所述减震器(2)铰接于任意相邻两个所述立柱结构(34)之间，所述减震器(2)还包括第一圆杆(22)和第二圆杆(23)，所述第一圆杆(22)开设有与所述第二圆杆(23)形状相适配的孔结构，所述第二圆杆(23)活动连接于所述孔结构，所述弹簧(21)连接于所述第一圆杆(22)和所述第二圆杆(23)之间。7.根据权利要求1所述的悬挂底盘，其特征在于，所述底盘主体(1)呈方形结构，且在所述底盘主体(1)的四角处对应设置有所述悬挂组件(3)。8.根据权利要求1所述的悬挂底盘，其特征在于，所述悬挂架(31)的整体呈n形结构。9.根据权利要求1所述的悬挂底盘，其特征在于，所述减震器(2)为弹簧阻尼减震器。10.一种轮式机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的悬挂底盘。

技术总结

本发明提供了一种悬挂底盘及轮式机器人，涉及机器人技术领域，悬挂底盘包括底盘主体、减震器以及间隔设置于所述底盘主体外周的多个悬挂组件，所述减震器连接于任意相邻两个所述悬挂组件之间，所述悬挂组件包括悬挂架、上摆臂和下摆臂，所述悬挂架用于与车轮连接，所述上摆臂的一端铰接于所述悬挂架远离地面方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体，所述下摆臂的一端铰接于所述悬挂架朝向所述底盘主体方向的一侧，且另一端铰接于所述底盘主体，所述减震器包括弹簧，所述弹簧连接于任意相邻两个所述下摆臂之间。本发明相比于现有技术，能够克服较大地面高度差，以保障机器人正常运行。常运行。常运行。