一种可全向运动及自主巡线的机器人底盘 |
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| 申请号 | CN201710433452.2 | 申请日 | 2017-06-09 | 公开(公告)号 | CN107310657A | 公开(公告)日 | 2017-11-03 |
| 申请人 | 华南理工大学; | 发明人 | 张东; 魏伟和; 罗佩瑶; 杨镇坡; 黄宇坤; 李敏丽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可全向运动及自主巡线的 机器人 底盘；包括底盘 主板 、减震结构、自动巡线模 块 、加强筋等；底盘主板由亚克 力 板制成，其上面及侧面都有用 螺栓 固定加装的加强筋以增强机构的 刚度 ；该加强筋包括 板面 加强筋和侧面加强筋；其中，板面加强筋通过螺栓 螺母 安装在底盘主板上面，侧面加强筋安装在底盘主板侧面朝下；减震结构包括悬挂板、悬挂安装杆、 弹簧 和上下两个弹簧固定件；其中，悬挂安装杆通过螺丝固定在侧面加强筋上，悬挂板再通过螺丝固定在悬挂安装杆上，悬挂板和底盘主板各通过螺丝固定弹簧固定件，弹簧则通过螺栓螺孔固定在这上下两个弹簧固定件之间。解决现有类似机器人底盘机动性较差、通用性较差的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可全向运动及自主巡线的机器人底盘，其特征在于：包括底盘主板(1)、减震结构、防撞机构(8)、电源模块、自动巡线模块、加强筋、动力系统和电机驱动电路板(16)； |
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| 说明书全文 | 一种可全向运动及自主巡线的机器人底盘技术领域[0001] 本发明涉及机器人底盘，尤其涉及一种可全向运动及自主巡线的机器人底盘。 背景技术发明内容[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单，布局合理的可全向运动及自主巡线的机器人底盘。解决现有类似机器人底盘机动性较差、通用性较差的问题。本发明即使在狭窄空间仍具有高度灵活的机动性且通用性较好。此外该机器人底盘可搭载自动巡线设备，应用范围更加广泛。 [0004] 本发明通过下述技术方案实现： [0006] 所述底盘主板1由亚克力板制成，其上面及侧面都有用螺栓固定加装的加强筋以增强机构的刚度；该加强筋包括板面加强筋2和侧面加强筋3；其中，板面加强筋2通过螺栓螺母安装在底盘主板1上面，侧面加强筋3安装在底盘主板1侧面朝下； [0007] 所述减震结构包括悬挂板4、悬挂安装杆5、弹簧6和上下两个弹簧固定件7；其中，悬挂安装杆5通过螺丝固定在侧面加强筋3上，悬挂板4再通过螺丝固定在悬挂安装杆5上，悬挂板4和底盘主板1各通过螺丝固定弹簧固定件7，弹簧6则通过螺栓螺孔固定在这上下两个弹簧固定件7之间。 [0009] 所述电源模块包括充电电池9和电池固定架10；其中，充电电池9直接卡在电池固定架10中，电池固定架10再通过螺丝固定在底盘主板1上。 [0011] 所述动力系统，包括麦克纳姆轮12、联轴器13、电机固定架14和直流电机15，它们的数量各位四个；其中，电机固定架14通过螺丝固定在悬挂板4上，直流电机15再固定于电机固定架14上，直流电机15的转轴与麦克纳姆轮12之间通过联轴器13连接起来。 [0012] 所述电机驱动电路板16的数量共有四个，两两通过螺栓螺母叠放固定在一起，并且通过螺丝固定在底盘主板1上；各个电机驱动电路板16之间连有CAN线以进行CAN总线通信。 [0014] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果： [0015] 1)本发明的动力系统选用麦克纳姆轮为驱动轮，且为四驱方式，在地面上可以实现任意角度的运动，尤其适合各类平移运动，运动非常灵活，可以做出各种复杂运动轨迹，机动性较强。 [0016] 2)本发明设计有减震系统，对崎岖的路面也有较好的适应能力，使用环境更加广泛。 [0017] 3)本发明带有内置MCU的电机驱动电路板，可自行处理电机的运转，从而高度模块化，可以方便快速地接入其他主体设备，主体设备值需要通过CAN总线向电机驱动电路板发出控制数据，即可实现对底盘的控制而不用关心具体是如何实现的。 [0019] 图1为本发明立体结构示意图。 [0020] 图2为本发明主视示意图。 [0021] 图3为本发明侧面示意图。 [0022] 图4为本发明俯视示意图。 [0023] 图5为本发明减震机构的局部结构示意图。 具体实施方式[0024] 下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。 [0025] 实施例 [0026] 如图1至5所示。本发明公开了一种可全向运动及自主巡线的机器人底盘，包括底盘主板1、减震结构、防撞机构8、电源模块、自动巡线模块、加强筋、动力系统和电机驱动电路板16； [0027] 所述底盘主板1由亚克力板制成，其上面及侧面都有用螺栓固定加装的加强筋以增强机构的刚度；该加强筋包括板面加强筋2和侧面加强筋3；其中，板面加强筋2通过螺栓螺母安装在底盘主板1上面，侧面加强筋3安装在底盘主板1侧面朝下。加强筋大大加强了整体机构的刚度。 [0028] 所述减震结构包括悬挂板4、悬挂安装杆5、弹簧6和上下两个弹簧固定件7；其中，悬挂安装杆5通过螺丝固定在侧面加强筋3上，悬挂板4再通过螺丝固定在悬挂安装杆5上，悬挂板4和底盘主板1各通过螺丝固定弹簧固定件7，弹簧6则通过螺栓螺孔固定在这上下两个弹簧固定件7之间。减震结构可有效减轻在不平地面上运动时的抖动。 [0030] 所述电源模块包括充电电池9和电池固定架10；其中，充电电池9直接卡在电池固定架10中，电池固定架10再通过螺丝固定在底盘主板1上。 [0031] 所述自动巡线模块11通过螺丝固定在底盘主板1下面的板面加强筋2上，自动巡线模块11的红外传感器的朝向向下。配备的自动巡线模块在自动巡线模式下可采集并处理地面黑带的信息，从而改变底盘的运动的方向以实现自动巡线功能。 [0032] 所述动力系统，包括麦克纳姆轮12、联轴器13、电机固定架14和直流电机15，它们的数量各位四个；其中，电机固定架14通过螺丝固定在悬挂板4上，直流电机15再固定于电机固定架14上，直流电机15的转轴与麦克纳姆轮12之间通过联轴器13连接起来。 [0033] 所述电机驱动电路板16的数量共有四个，两两通过螺栓螺母叠放固定在一起，并且通过螺丝固定在底盘主板1上；各个电机驱动电路板16之间连有CAN线以进行CAN总线通信。 [0034] 所述充电电池9电压为24V，电流为5A。 [0035] 运动时，由主体设备的控制系统向底盘主板的电机驱动电路板通过CAN总线发送对底盘主板的控制数据，都带有内置的MCU的四个电机驱动电路板接收到控制数据后，可以依靠传统的PID算法精确的控制各个电机的转速。通过控制四个麦克纳姆轮的转动方向，从而实现这个机器人在地面上的任意角度的平移运动。 [0036] 当底盘主板处于自动巡线模式时，自动巡线模块将采集并处理地面黑带的信息，然后通过CAN总线将处理得到的控制数据发送给四个电机驱动电路板，在自动巡线模式下时，电机驱动电路板只处理来自自动巡线模块的控制信息，根据收到的控制数据改变四个直流电机转动的方向来改变底盘的运动方向，从而实现自动巡线功能。 [0037] 当本发明作为底盘子设备接入其他主体设备时，需要使用CAN总线作为数据通信线将其与主体设备连接起来，两者之间的通讯遵循CAN总线通信协议，主体设备的控制系统只需要按照CAN总线通信协议向四个电机驱动电路板发送控制数据即可，电机驱动电路板会利用自身内置的MCU单元控制四个电机主体设备要求的运动状态，不占用主体设备的控制系统的控制资源。 [0038] 如上所述，便可较好地实现本发明。 [0039] 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 |
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