一種移動機構的製作方法

2023-05-22 14:40:31

本實用新型涉及運動控制裝置技術領域，尤其涉及一種移動機構。

背景技術：

為了協助機器人實現各種作業能力，如到指定位置進行送餐、搬運貨物等，一般在機器人的下方設置移動底盤。目前常見的移動機構一般有以下幾種驅動形式：輪式驅動、履帶式驅動、關節式驅動和混合式驅動。履帶驅動機構常用於野外工作，如軍事偵察、勘探等；輪式驅動機構一般應用於室內室外，路面較為平坦的場合；而關節式驅動機構及混合式驅動機構的結構複雜，甚少運用於服務機器人上。也就是說，用於機器人的移動底盤一般都是通過輪式驅動的。

一般地，用於機器人的移動底盤是一種自動導引運輸車(AGV，Automated Guided Vehicle)，其一般以電池為動力。AGV裝有非接觸導航(導引)裝置，它能在計算機監控下，按路徑規劃和作業要求，精確地行走並停靠到指定地點，完成一系列作業功能，從而實現無人駕駛的運輸作業。AGV以輪式移動為特徵，與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統中，最能充分地體現其自動性和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。

但是，現有的移動底盤一般是與機器人一體成型，相互間不可拆卸的，也就是說，不同的機器人均需各自配置相應的移動底盤。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種移動機構，該移動機構能夠與機器人通過可拆卸的方式進行連接，適用於不同的機器人，實用性強；並且，該移動機構的傳動平穩，噪聲小，高度低。

本實用新型的目的採用以下技術方案實現：

一種移動機構，包括用於連接機器人的連接件、底盤和驅動機構；所述連接件設置於所述底盤上；所述驅動機構包括信息採集器、左驅動輪、左電機、左電機驅動器、右驅動輪、右電機、右電機驅動器、電池和電路板；所述信息採集器設置於所述底盤的下方；所述左電機、左電機驅動器、右電機、右電機驅動器、電池、電路板均設置於所述底盤上；所述左驅動輪設置於所述底盤的左側，由所述左電機驅動；所述右驅動輪設置於所述底盤的右側，由所述右電機驅動；所述信息採集器的信號輸出端與所述電路板的第一信號輸入端連接；所述電路板的第一信號輸出端與所述左電機驅動器的信號輸入端連接，其第二信號輸出端與所述右電機驅動器的信號輸入端連接；所述左電機驅動器的信號輸出端與所述左電機的信號輸入端連接；所述右電機驅動器的信號輸出端與所述右電機的信號輸入端連接；由所述電池為所述信息採集器、電路板、左電機、左電機驅動器、右電機和右電機驅動器供電。

需要說明的是，所述電路板是集成了中央處理器的電路板，可以接收信號，並對信號進行處理。

優選的，所述連接件包括第一柱體和第二柱體；所述第一柱體和所述第二柱體分別對稱設置於所述底盤上。

優選的，還包括第一腳架塊和第二腳架塊，所述第一腳架塊和所述第二腳架塊分別對稱設置於所述底盤上；所述第一柱體通過螺接的方式設置於所述第一腳架塊上，所述第二柱體通過螺接的方式設置於所述二腳架塊上。

優選的，還包括第一萬向輪、第二萬向輪和第三萬向輪；所述第一萬向輪和所述第二萬向輪分別對稱設置於所述底盤底部的前側，所述第三萬向輪設置於所述底盤底部的後側，使得所述第一萬向輪、第二萬向輪和第三萬向輪形成等腰三角形的排布方式。

優選的，還包括左齒輪傳動機構和右齒輪傳動機構；所述左齒輪傳動機構包括第一左齒輪、第二左齒輪和第一左輪軸；所述第一左齒輪設置於所述第二左齒輪的上方，且與所述第二左齒輪匹配嚙合；所述第一左齒輪與所述左電機的動力輸出端連接；所述第一左輪軸的一端與所述第二左齒輪聯接，其另一端與所述左驅動輪聯接；所述右齒輪傳動機構包括第一右齒輪、第二右齒輪和第一右輪軸；所述第一右齒輪設置於所述第二右齒輪的上方，且與所述第二右齒輪匹配嚙合；所述第一右齒輪與所述右電機的動力輸出端連接；所述第一右輪軸的一端與所述第二右齒輪聯接，其另一端與所述右驅動輪聯接。

優選的，所述左齒輪傳動機構還包括第二左輪軸；所述第二左輪軸的一端與所述左電機的動力輸出端聯接，其另一端與所述第一左齒輪聯接；所述右齒輪傳動機構還包括第二右輪軸；所述第二右輪軸的一端與所述右電機的動力輸出端聯接，其另一端與所述第一右齒輪聯接。

優選的，所述第一左齒輪、所述第二左齒輪、所述第一右齒輪和所述第二右齒輪均為斜齒輪；或者，述第一左齒輪、所述第二左齒輪、所述第一右齒輪和所述第二右齒輪均為錐齒輪。

優選的，所述信息採集器包括磁感應傳感器和RFID傳感器，所述磁感應傳感器設置於所述底盤底部的前側，所述RFID傳感器設置於所述底盤的底部上，並位於所述磁感應傳感器的後方。

優選的，還包括電池固定箱；所述電池固定箱匹配蓋合在所述電池上，並與所述底盤固定連接；所述電路板設置在所述電池固定箱的背部，或者，所述電路板設置於所述底盤的中央；所述左電機驅動器和所述右電機驅動器分別設置於所述電池固定箱的左右兩側，並均與所述底盤固定連接。

相比現有技術，本實用新型的有益效果在於：

(1)本實用新型所提供的移動機構，打破了傳統的機器人與移動底盤一體化設計的思路，把機器人和移動底盤模塊化，移動底盤上設置有連接件，機器人通過此連接件與移動底盤可拆卸連接。一般的，把機器人的腿部插入連接件上，並與連接件固定即可。這種設置方式，符合定製服務機器人的趨勢，滿足了需要頻繁更換機器人模特的服裝、配飾等要求。模塊化設計，將使機器人的可定製性得到顯著的提高。該移動機構應用範圍廣，包括應用於迎賓機器人等需要移動功能的服務機器人，在保留原有機器人功能的同時，通過簡單連接即可完成與移動底盤的組合，使機器人具有移動的功能。

(2)本實用新型所提供的移動機構，左驅動輪和右驅動輪通過齒輪驅動機構實現運轉，特別的是，齒輪可以設置為斜齒輪或錐齒輪，斜齒輪或錐齒輪的嚙合性好，傳動平穩、噪聲小；重合度大，能夠降低每對齒輪的載荷，從而提高齒輪的承載能力。並且，這種設置方式，可以有效降低底盤的高度，從而使得機器人與底盤結合後，整體高度變化不大。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所提供的移動機構的整體示意圖；

圖2為本實用新型實施例所提供的移動機構的爆炸示意圖；

圖3為本實用新型實施例所提供的移動機構中右驅動裝置的爆炸示意圖；

圖4為本實用新型實施例所提供的移動機構中齒輪傳動機構的連接示意圖；

圖中：1、預設機器人腿部；2、第一柱體；3、第一腳架塊；4、右驅動裝置；5、傳感器安裝板；6、磁感應傳感器；7、萬向輪安裝板；8、第一萬向輪；9、旋鈕；10、左驅動裝置；11、電池固定箱；12、電池；13、電路板；14、左電機驅動器；15、底盤；16、RFID傳感器；17、前燈板；18、前燈板安裝板；19、後燈板；20、後燈板安裝板；40、第二軸承蓋；41、車輪墊片；42、右驅動輪；43、第一軸承蓋；44、第一套筒；45、第一右輪軸；46、第二右齒輪；47、第二套筒；48、右電機；49、第一右齒輪；411、電機架；412、齒輪下箱體；413、齒輪上箱體；414、第二右輪軸；415、第三套筒；416、第四套筒；417、第三軸承蓋。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述：

如圖1-2所示，一種移動機構，包括用於連接機器人的連接件、底盤15和驅動機構；所述連接件設置於底盤15上；所述驅動機構包括信息採集器、電池12、電路板13、左驅動裝置10和右驅動裝置4；左驅動裝置10包括左驅動輪、左電機、左電機驅動器14；右驅動裝置4包括右驅動輪42、右電機48、右電機驅動器；所述信息採集器設置於底盤15的下方；所述左電機、左電機驅動器14、右電機48、右電機驅動器、電池12、電路板13均設置於底盤15上；所述左驅動輪設置於底盤15的左側，由所述左電機驅動；右驅動輪42設置於底盤15的右側，由右電機48驅動；所述信息採集器的信號輸出端與電路板13的第一信號輸入端連接；電路板13的第一信號輸出端與左電機驅動器14的信號輸入端連接，其第二信號輸出端與所述右電機驅動器的信號輸入端連接；左電機驅動器14的信號輸出端與所述左電機的信號輸入端連接；所述右電機驅動器的信號輸出端與右電機48的信號輸入端連接；由電池12為所述信息採集器、電路板13、左電機、左電機驅動器14、右電機48和右電機驅動器供電。

具體地，用於連接機器人的連接件包括第一柱體2和第二柱體；第一柱體2和所述第二柱體分別對稱設置於底盤15上，一般設置在底盤上的後側。另外，還包括第一腳架塊3和第二腳架塊，第一腳架塊3和所述第二腳架塊分別對稱設置於底盤15上；第一柱體2通過螺接的方式設置於第一腳架塊3上，所述第二柱體通過螺接的方式設置於所述二腳架塊上。預設機器人腿部1設置為腔體結構，能夠套設在第一柱體2或第二柱體上，並且，預設機器人腿部1上設置有螺紋孔。當組合預設機器人和該移動底盤時，預設機器人腿部1分別插入第一柱體2和第二柱體，然後把合適的旋鈕9擰進預設機器人腿部1上的螺紋孔內，使得第一柱體2和第二柱體均與預設機器人腿部1固定連接。當需要更換機器人時，重新擰松旋鈕9，拔出預設機器人腿部1，再重複上述安裝操作即可。

另外，為了使得移動底盤的移動更加平穩順暢，還包括第一萬向輪8、第二萬向輪和第三萬向輪；第一萬向輪8和所述第二萬向輪分別對稱設置於底盤15底部的前側，所述第三萬向輪設置於底盤15底部的後側，使得第一萬向輪8、第二萬向輪和第三萬向輪形成等腰三角形的排布方式。當然，可以設置萬向輪安裝板7，萬向輪安裝板7上設置有螺紋孔，第一萬向輪8、第二萬向輪和第三萬向輪均與相應的萬向輪安裝板7螺紋連接固定，且三塊萬向輪安裝板7分別與底盤15螺紋連接固定，從而把第一萬向輪8、第二萬向輪和第三萬向輪固定在底盤15上。組裝形式簡單，操作方便。

另一方面，該移動機構還可以安裝前燈板17和後燈板19，首先，把前燈板17固定在前燈板安裝板18上，後燈板19安裝在後燈板安裝板20上，然後通過前燈板安裝板18和後燈板安裝板20把它們分別安裝到底盤15的前方和後方。

同時，為了使得該移動底盤的傳動更加平穩，運行噪聲更小。該移動底盤還包括左齒輪傳動機構和右齒輪傳動機構；所述左齒輪傳動機構包括第一左齒輪、第二左齒輪和第一左輪軸；所述第一左齒輪設置於所述第二左齒輪的上方，且與所述第二左齒輪匹配嚙合；所述第一左齒輪與所述左電機的動力輸出端連接；所述第一左輪軸的一端與所述第二左齒輪聯接，其另一端與所述左驅動輪聯接。如圖4所示，所述右齒輪傳動機構包括第一右齒輪49、第二右齒輪46和第一右輪軸45；第一右齒輪49設置於第二右齒輪46的上方，且與第二右齒輪46匹配嚙合；第一右齒輪49與右電機48的動力輸出端連接；第一右輪軸45的一端與第二右齒輪46聯接，其另一端與右驅動輪42聯接。當左電機啟動時，驅動第一左齒輪旋轉，第一左齒輪帶動第二左齒輪旋轉，而第二左齒輪、第一左輪軸和左驅動輪是聯動的，因此，左驅動輪實現了運轉。右驅動輪42實現運轉的方式跟左驅動輪的原理一致。

另外，為了保護左電機和右電機48，可以設置第二左輪軸和第二右輪軸414。具體如下：所述左齒輪傳動機構還包括第二左輪軸；所述第二左輪軸的一端與所述左電機的動力輸出端聯接，其另一端與所述第一左齒輪聯接；所述右齒輪傳動機構還包括第二右輪軸414；第二右輪軸414的一端與右電機48的動力輸出端聯接，其另一端與所述第一右齒輪聯接。這種設置方式，避免了齒輪與電機直接聯接，減少了對電機的損害，延長電機的使用壽命。

左驅動裝置10和右驅動裝置4的驅動方式是一樣的，下面以右驅動裝置4的設置方式為例，做更具體的描述。如圖3所示，還包括車輪墊片41、第一軸承蓋43、第二軸承蓋40、第一套筒44、第二套筒47、電機架411、齒輪下箱體412、齒輪上箱體413、第三套筒415、第四套筒416和第三軸承蓋417。組裝時，將第一軸承蓋43和第一套筒44從第一右輪軸45的一端穿入，並壓緊到第一右輪軸45的軸肩處；將第二右齒輪46和第二套筒47從第一右輪軸45的另一端穿入，並壓緊到第一右輪軸45的軸肩處；將右驅動輪42裝入第一右輪軸45上，並放入車輪墊片41，用內六角螺栓將車輪墊片41和右驅動輪42擰緊在第一右輪軸45上；將第二右輪軸414的一端與右電機48的動力輸出端連接，其另一端與第一右齒輪49聯接，並且把第三套筒415、第四套筒416和第三軸承蓋417設置在第二右輪軸414的相應位置上；然後將右電機48安裝到電機架411上，用螺栓擰緊；將第一軸承蓋43和第二軸承蓋40貼合在齒輪下箱體412的相應位置，用螺栓擰緊，第一右齒輪49和第二右齒輪46均設置在齒輪上箱體413和齒輪下箱體412裝配形成的容納腔內。如此，便完成組裝。採取這種設置方式，可以有效降低底盤15的高度，從而使得機器人與底盤15結合後，整體高度變化不大。

另外，所述第一左齒輪、所述第二左齒輪、第一右齒輪49和第二右齒輪46均為斜齒輪；或者，述第一左齒輪、所述第二左齒輪、第一右齒輪49和第二右齒輪46均為錐齒輪。斜齒輪或錐齒輪的嚙合性好，傳動平穩、噪聲小；重合度大，能夠降低每對齒輪的載荷，從而提高齒輪的承載能力。

如圖2所示，還包括電池固定箱11；電池固定箱11匹配蓋合在電池12上，並與底盤15固定連接；電路板13設置在電池固定箱11的背部，或者，電路板13設置於底盤15的中央；左電機驅動器14和所述右電機驅動器分別設置於電池固定箱11的左右兩側，並均與底盤15固定連接。

下面，對信息採集器的設置方式作進一步描述，信息採集器的具體類型不同，則該移動底盤實現運作的原理不同。下面，列舉幾種設置方式，但是不限於下述方式；

第一種，電磁製導方式；可以把信息採集器包括磁感應傳感器6和RFID傳感器16，磁感應傳感器6設置於底盤15底部的前側，可以通過傳感器安裝板5把磁感應傳感器6進行安裝；RFID傳感器16設置於底盤15的底部上，並位於磁感應傳感器6的後方。具體的工作過程如下：在移動底盤行走的路線下埋設專用的磁條。磁感應傳感器6可以檢測磁條的位置，在小車沿線路行走時，輸出磁條位置信號，車上控制器根據該信號進行糾偏控制。同時，電機驅動器接收電路板13的信號，通過脈衝頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到導航的功能，RFID傳感器16可以識別到固定在磁條上的RFID卡片，RFID卡片包含了位置信息，從而達到定位的目。

第二種，光學控制帶導引方式；所述信息採集器設置為紅外光源，紅外光源有發射和接收功能，用以照射漆帶。利用地面顏色與漆帶顏色的反差，漆帶在明亮的地面上塗為黑色，或在黑暗的地面上塗為白色。在漆帶及兩側位置均勻分布設有光學檢測器，用於檢測不同的組合信號，以控制移動底盤的方向，使其跟蹤路軌。

第三種，雷射雷達制導方式；所述信息採集器設置為雷射雷達傳感器。在移動底盤前方位置處，安裝了雷射雷達傳感器。事先先讓機器人在所需定位的環境中行走，自主掃描環境地圖並保存在本地。機器人在正式行走的過程中，通過處理雷射雷達的反饋信息、行走電機的行走距離信息，控制板上的陀螺儀信息，並通過相關算法處理確定了機器人在環境中的位置信息，從而實現準確定位和定向。

本實用新型實施例所提供的移動機構，打破了傳統的機器人與移動底盤一體化設計的思路，把機器人和移動底盤模塊化，移動底盤上設置有連接件，機器人通過此連接件與移動底盤可拆卸連接，符合定製服務機器人的趨勢，滿足了需要頻繁更換機器人模特的服裝、配飾等要求。模塊化設計，將使機器人的可定製性得到顯著的提高。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本實用新型權利要求的保護範圍之內。