阅读说明：本技术 底盘及自动加料机器人 (Chassis and automatic material conveying robot ) 是由 许庆顺 许安鹏 赵国增 肖恒 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种底盘及自动加料机器人,涉及建筑机器人技术领域。底盘,包括机架、摆臂、连杆、上支架、驱动轮、第一平衡轮和第二平衡轮,机架、摆臂、连杆和上支架依次铰接以形成闭环的四连杆机构,驱动轮和第二平衡轮安装于机架上,第一平衡轮安装于摆臂上,第一平衡轮位于驱动轮的前方,第二平衡轮位于驱动轮的后方。底盘能够保障驱动轮始终能够输出驱动力,避免被架空驱动,使得底盘能够正常运动。在应用到自动加料机器人中时,自动加料机器人能够有良好的过坡以及越障能力,并且保持一个较为稳定的运动姿态。(The application provides a chassis and automatic material conveying robot relates to construction robot technical field. The chassis comprises a rack, a swing arm, a connecting rod, an upper support, a driving wheel, a first balance wheel and a second balance wheel, wherein the rack, the swing arm, the connecting rod and the upper support are sequentially hinged to form a closed-loop four-bar linkage mechanism, the driving wheel and the second balance wheel are installed on the rack, the first balance wheel is installed on the swing arm, the first balance wheel is located in front of the driving wheel, and the second balance wheel is located behind the driving wheel. The chassis can ensure that the driving wheel can output driving force all the time, and is prevented from being driven by the overhead, so that the chassis can normally move. When the robot is applied to the automatic feeding robot, the automatic feeding robot can have good slope-crossing and obstacle-crossing capabilities, and a stable motion posture is kept.)

底盘及自动加料机器人

技术领域

本申请涉及建筑机器人技术领域，具体而言，涉及一种底盘及自动加料机器人。

背景技术

自动加料机器人作为室内装修中工作量较大的一个环节，目前主要采用人工为自动喷涂机器人上料，由于自动喷涂机器人分散在不同楼层及不同的楼栋内，依靠人工为自动喷涂机器人加料不仅生产效率低、成本高，同时施工现场环境恶劣，因此使用自动化机器人作业已是建筑行业的发展趋势。

目前，用于建筑工地机器人的底盘结构，对地面适应性差，爬坡、越障能力有限。

发明内容

本申请的目的在于提供一种底盘，其能够改善现有的建筑工地机器人的底盘结构存在的对地面适应性差，爬坡、越障能力有限的问题。

本申请的另外一个目的在于提供一种自动加料机器人，其包括上述底盘，其具有该底盘的全部特性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种底盘，包括机架、摆臂、连杆、上支架、驱动轮、第一平衡轮和第二平衡轮，所述机架、所述摆臂、所述连杆和所述上支架依次铰接以形成闭环的四连杆机构，所述驱动轮和所述第二平衡轮安装于所述机架上，所述第一平衡轮安装于所述摆臂上，所述第一平衡轮位于所述驱动轮的前方，所述第二平衡轮位于所述驱动轮的后方。

本实施例的底盘将驱动轮放置于第一平衡轮和第二平衡轮之间，形成一种中置差速驱动结构，并且机架、摆臂、连杆和上支架依次铰接以形成闭环的四连杆机构。在过坡以及越障时不容易出现架空驱动的情况，避免运动时失去动力，同时因为形成四连杆机构，使得运动时有不错的稳定性，有利于稳定地承载负荷。

另外，根据本申请的实施例提供的底盘，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述连杆与所述摆臂的铰接点到所述摆臂与所述机架的铰接点的距离小于所述第一平衡轮到所述摆臂与所述机架的铰接点的距离。

通过设计连杆与摆臂的铰接点到摆臂与机架的铰接点的距离，以摆臂与机架的铰接点为圆心，连杆与摆臂的铰接点所处的转动半径小于第一平衡轮相对于圆心的转动半径。可以使得上支架的摆动幅度小于摆臂的摆动幅度，进一步使得底盘所承载的负荷被颠簸的程度降低。

在本申请的可选实施例中，所述连杆与所述摆臂的铰接点到所述摆臂与所述机架的铰接点的距离等于所述第一平衡轮到所述摆臂与所述机架的铰接点的距离的1/2。

在上述设计的基础上，将连杆连接在摆臂的1/2位置处，能够使得上支架的摆动幅度比摆臂小一半。

在本申请的可选实施例中，所述第一平衡轮和所述第二平衡轮均为万向轮。

万向轮能够更好地适应地形，遇到障碍时可以有偏转，以便于避开障碍物。

在本申请的可选实施例中，所述第一平衡轮对称地布设于所述机架的宽度方向的两侧，所述第二平衡轮对称地布设于所述机架的宽度方向的两侧。

对称分布可以一定程度提高整个底盘的稳定性，并且机架宽度方向的两侧的平衡轮相互间没有干涉，在单边遇到障碍时，也不会影响另一边的平衡轮的转动，更便于转弯和越障等运动。

在本申请的可选实施例中，所述底盘还包括减震机构，所述减震机构设于所述摆臂和所述机架之间。

减震机构能够进一步提高上支架的稳定性，从而减少上支架负载的物件所受的颠簸。

在本申请的可选实施例中，所述机架的宽度方向上的两侧均设有所述摆臂，两侧的所述摆臂通过横杆连接，所述减震机构连接于所述横杆和所述机架。

在本申请的可选实施例中，所述减震机构包括导向轴、弹簧、滑座；

所述弹簧套设于所述导向轴，所述导向轴的一端铰接于所述机架且靠近所述机架的位置设有限位部，所述滑座铰接于所述横杆，所述导向轴可滑动地穿设于所述滑座，所述弹簧的两端分别被所述限位部、所述滑座抵持。

在本申请的可选实施例中，所述驱动轮布设于所述机架的宽度方向的两侧且各自分别被动力源驱动。

通过对两侧的驱动轮分别提供驱动力，能够进一步减少架空驱动的可能性，提升爬坡和越障的能力。

本申请的实施例提供了一种自动加料机器人，包括自动加料机器人主体和上述任一项所述的底盘，所述自动加料机器人主体安装于所述上支架。

自动加料机器人通过使用上述底盘，能够更加适应建筑场所的工况，爬坡和越障能力都有所提升，并且在行走时，有较好的稳定性，避免自动加料机器人主体受到过于强烈的颠簸而倾覆，同时由于底盘是四连杆形式的结构，承载能力较佳，能够更适应自动加料机器人主体。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的底盘的示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2的A-A方向的剖视图；

图4为图1的仰视图。

图标：100-底盘；10-机架；11-铰接座；20-摆臂；21-横杆；30-连杆；40-上支架；41-第一连接部；42-第二连接部；50-驱动轮；60-第一平衡轮；70-第二平衡轮；80-减震机构；81-导向轴；812-限位部；82-弹簧；83-滑座；84-滑套；85-固定座；86-衬套；91-减速机；92-安装座；93-电机；94-移动电源；101-连杆与摆臂的铰接点；102-摆臂与机架的铰接点；103-销轴。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1至图4，本实施例提供了一种底盘100，包括机架10、摆臂20、连杆30、上支架40、驱动轮50、第一平衡轮60和第二平衡轮70，机架10、摆臂20、连杆30和上支架40依次铰接以形成闭环的四连杆30机构，驱动轮50和第二平衡轮70安装于机架10上，第一平衡轮60安装于摆臂20上，第一平衡轮60位于驱动轮50的前方，第二平衡轮70位于驱动轮50的后方。

具体的，连杆与摆臂的铰接点101到摆臂与机架的铰接点102的距离小于第一平衡轮60到摆臂与机架的铰接点102的距离。通过设计连杆与摆臂的铰接点101到摆臂与机架的铰接点102的距离，以摆臂与机架的铰接点102为圆心，连杆与摆臂的铰接点101所处的转动半径小于第一平衡轮60相对于圆心的转动半径。可以使得上支架40的摆动幅度小于摆臂20的摆动幅度，进一步使得底盘100所承载的负荷被颠簸的程度降低。

进一步的，在本实施例中，连杆与摆臂的铰接点101到摆臂与机架的铰接点102的距离等于第一平衡轮60到摆臂与机架的铰接点102的距离的1/2。在上述设计的基础上，将连杆30连接在摆臂20的1/2位置处，能够使得上支架40的摆动幅度比摆臂20小一半。

本实施例的底盘100将驱动轮50放置于第一平衡轮60和第二平衡轮70之间，形成一种中置差速驱动结构，并且机架10、摆臂20、连杆30和上支架40依次铰接以形成闭环的四连杆30机构。在过坡以及越障时不容易出现架空驱动的情况，避免运动时失去动力，同时因为形成四连杆30机构，使得运动时有不错的稳定性，有利于稳定地承载负荷。

请结合图2，具体的，在本实施例中，上支架40包括第一连接部41和第二连接部42，第一连接部41与机架10铰接，第二连接部42与连杆30铰接，连杆30与摆臂20铰接，摆臂20与机架10铰接。通过设计上支架40的铰接位置，上支架40可以在遇到颠簸时，有一定幅度的摆动，卸掉一部分颠簸时的作用力，从而提升稳定性。

可以选择的是，第一平衡轮60和第二平衡轮70均为万向轮。并且第一平衡轮60对称地布设于机架10的宽度方向的两侧，第二平衡轮70对称地布设于机架10的宽度方向的两侧。万向轮能够更好地适应地形，遇到障碍时可以有偏转，以便于避开障碍物。对称分布可以一定程度提高整个底盘100的稳定性，并且机架10宽度方向的两侧的平衡轮相互间没有干涉，在单边遇到障碍时，也不会影响另一边的平衡轮的转动，更便于转弯和越障等运动。

此外，可以选择的是，第一平衡轮60、第二平衡轮70中的一者或者全部都采用辊轮的形式，辊轮的两端分别与一个摆臂20连接，同样能够有较好的稳定性。

请结合图2和图3，具体的，在本实施例中，底盘100还包括减震机构80，减震机构80设于摆臂20和机架10之间。详细的，机架10的宽度方向上的两侧均设有摆臂20，两侧的摆臂20通过横杆21连接，减震机构80连接于横杆21和机架10。减震机构80能够进一步提高上支架40的稳定性，从而减少上支架40负载的物件所受的颠簸。

更为详细的是，减震机构80包括导向轴81、弹簧82、滑座83。弹簧82套设于导向轴81，导向轴81的一端铰接于机架10且靠近机架10的位置设有限位部812，滑座83铰接于横杆21，导向轴81可滑动地穿设于滑座83，弹簧82的两端分别被限位部812、滑座83抵持。

进一步的，滑座83上设有滑套84，导向轴81穿过滑套84并且弹簧82的一端抵持于滑套84的端部。而滑座83的两侧设有衬套86，横杆21上设有固定座85，滑座83通过两侧的衬套86可转动地设置于横杆21的固定座85上。在机架10上设有铰接座11，导向轴81的一端通过销轴103铰接于铰接座11，从而实现了减震机构80的安装。

请结合图4，具体的，在本实施例中，驱动轮50布设于机架10的宽度方向的两侧且各自分别被动力源驱动。通过对两侧的驱动轮50分别提供驱动力，能够进一步减少架空驱动的可能性，提升爬坡和越障的能力。

其中，本实施例中的动力源包括由减速机91、安装座92、电机93。电机93与减速机91传动连接，减速机91通过安装座92设置于机架10，减速机91的输出端与驱动轮50连接。可以选择的是，电机93可以由移动电源94进行供电，比如在机架10上安装蓄电池，以便于移动。当然，如果加料机器人只是在一个水平范围内移动加料，也可以考虑为电机93有线供电，线缆长度足够加料机器人在工作范围内移动即可。

本实施例的原理是：

在本实施例中，摆臂与机架的铰接点102接近驱动轮50的转动轴心，可以理解的是，摆臂与机架的铰接点102接近驱动轮50的转动轴心的设计可以使得机架10被架起的可能性更低，因为在机架10遇到坡道或者障碍时，摆臂20能够及早先与坡道和障碍接触却不会将机架10抬起或者抬升较高，保障机架10上的驱动轮50始终与地面有接触。

底盘100在水平面上运动时，上支架40保持水平，将负荷放置于上支架40时，负荷自身也能保持一个稳定的状态。

当遇到上坡路段时，第一平衡轮60先运动到坡面上，由于摆臂20与机架10铰接，此时只是第一平衡轮60的高度增加，摆臂20被向上抬起一定的角度，而摆臂20不会带动机架10向上抬起，从而避免了机架10被架空，也就避免了机架10上的驱动轮50被架空，保障驱动轮50与地面有接触，从而能够驱动整个底盘100运动。并且由于连杆30是连接在摆臂20的1/2位置，上支架40被抬起的幅度只有摆臂20上抬幅度的一半，可以理解的是，上支架40上所承载的负载被抬起的幅度也小于摆臂20的上抬幅度，上坡时能够更为稳定。

下坡时，同样由于摆臂20所连接的第一平衡轮60先接触水平面，结合摆臂20的向上摆动，同样能够防止驱动轮50被架空，并且使得上支架40的倾斜幅度小于摆臂20被抬起的幅度。

即便第一平衡轮60和第二平衡轮70都处于坡道上，也能够使得驱动轮50保持与地面的接触，保障驱动轮50的驱动力能够作用在地面上，并驱动底盘100运动。而由于机架10、摆臂20、连杆30和上支架40依次铰接形成闭环的四连杆30机构，上支架40的摆动幅度也小，可以使得放置于上支架40的负载保持稳定。

可以理解的是，在越障时，底盘100也能避免被架空，其原理与过坡相近，并且即便是单边的驱动轮50压到了障碍物，也有另一边的驱动轮50始终保持与地面的接触而使得底盘100能够行进。

可以理解的是，将自动加料机器人主体安装于上支架40，能够形成自动加料机器人。

自动加料机器人通过使用上述底盘100，能够更加适应建筑场所的工况，爬坡和越障能力都有所提升，并且在行走时，有较好的稳定性，避免自动加料机器人主体受到过于强烈的颠簸而倾覆，同时由于底盘100是四连杆30形式的结构，承载能力较佳，能够更适应自动加料机器人主体。

并且经过实践，即便自动加料机器人主体的重量有500Kg以上，本申请的底盘100依然能够承载，并进行正常地运动，带动自动加料机器人主体运动到需要加料的工作位置。

综上所述，本申请的底盘100依靠机架10、摆臂20、连杆30和上支架40依次铰接形成闭环的四连杆30机构，在运动时能够更稳定地过坡或者越障，有较佳的稳定性和负载能力。此外，由于驱动轮50是设置在第一平衡轮60和第二平衡轮70之间，能够保障驱动轮50始终能够输出驱动力，避免被架空驱动，使得底盘100能够正常运动。在应用到自动加料机器人中时，自动加料机器人能够有良好的过坡以及越障能力，并且保持一个较为稳定的运动姿态。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。