1.本发明涉及机器人设计技术领域，具体为具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法。


背景技术：

2.目前，随着科学技术的发展，机器人的应用也越来越多，现有的移动机器人的整体移动速度较慢，主要原因是由于室外环境较为复杂，当移动机器人需要转弯或者越障的时候，需降低自身速度，待机器人转弯完成或者越过障碍物后再加大速度，使得移动机器人无法在保持高速的运行。
3.现有的通用的自适应机器人底盘设计方法存在一定弊端，首先，机器人底盘刚度不可调，在平坦路段不能够快速转弯，同时在崎岖路段的震动较大，其次，底盘高度不可调，不能够根据实际情况调节底盘高度从而越过障碍物，还有，不能够依据不同的路况进行自适应性调节，最后，同汽车领域的空气悬挂结构不够紧凑、重量较重、且价格相对高昂；为此，我们提出具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法，具有机器人底盘刚度可调，在平坦路段能够快速转弯，同时在崎岖路段的震动较小，同时底盘的高度可调，能够根据实际情况调节底盘高度从而越过障碍物，且能够依据不同的路况进行自适应性调节，配合激光雷达、摄像头等传感设备获取周边环境，将环境信号发送给中央主机，通过中央主机的人工智能系统处理后，使得底盘能够自动、智能的适应各种路面情况，同时相比汽车领域的空气悬挂结构本发明悬挂结构具有较为紧凑、重量轻便、且价格相对低廉的特点，更加适用于移动机器人领域。
6.(二)技术方案
7.为实现上述具有机器人底盘刚度可调，在平坦路段能够快速转弯，同时在崎岖路段的震动较小，同时底盘的高度可调，能够根据实际情况调节底盘高度从而越过障碍物，且能够依据不同的路况进行自适应性调节，配合激光雷达、摄像头等传感设备获取周边环境，将环境信号发送给中央主机，通过中央主机的人工智能系统处理后，使得底盘能够自动、智能的适应各种路面情况，同时达到相比汽车领域的空气悬挂结构本发明悬挂结构具有较为紧凑、重量轻便、且价格相对低廉特点的目的，本发明提供如下技术方案：具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法，包括原材料准备—角度传感结构及悬挂升降动力设置—安装摇臂，安装减震器—轮体及轮体转向结构安装设计步骤，具体步骤如下：
8.(1)原材料准备：备好一定的量的车架本体、角度传感器、悬挂升降电机、摇臂、减震器、轮胎、轮毂电机和轮胎转向电机；
9.(2)角度传感结构及悬挂升降动力设置：将角度传感器安装于车架本体上相应的
四个拐角处，再将悬挂升降电机安装于车架本体上四个拐角相应的部位；
10.(3)安装摇臂，安装减震器：
11.①
将一组摇臂的一端对应于角度传感器的位置安装；
12.②
将两组摇臂的一端对应于悬挂升降电机的位置安装；
13.③
将减震器安装于连接在悬挂升降电机上的两组摇臂之间；
14.④
另外三个拐角处的角度传感器、悬挂升降电机上的摇臂以及减震器的安装重复步骤(3)中的
①‑③
；
15.(4)轮体及轮体转向结构安装：
16.①
在轮胎本体上安装轮毂电机；
17.②
在轮胎本体上端的支架处安装轮胎转向电机；
18.③
将轮胎本体上端的支架与三组摇臂的下端相连接；
19.④
其余三个拐角处的轮胎本体安装重复步骤(4)中的
①‑③
；
20.⑤
底盘设计步骤完成，调试无误后即可投入使用。
21.优选的，步骤一所述的车架本体，所述车架本体的外表面设置有角度传感器，所述角度传感器的一侧设置有悬挂升降电机，所述角度传感器的外表面设置有一号摇臂，所述悬挂升降电机的外表面设置有二号摇臂，所述二号摇臂的一侧设置有三号摇臂，所述二号摇臂和三号摇臂之间设置有减震器，所述一号摇臂的下端设置有轮胎本体，所述轮胎本体的上端设置有轮胎转向电机，所述轮胎本体的外表面设置有轮毂电机。
22.优选的，所述车架本体采用铝合金材料制成，通过机械连接方式完成车架的拼接。
23.优选的，所述角度传感器和悬挂升降电机的数量均为四组且均呈阵列分布，所述角度传感器与车架本体之间通过螺丝形成活动连接，所述悬挂升降电机与车架本体之间通过螺丝形成活动连接。
24.优选的，所述二号摇臂与角度传感器之间为转动连接，所述悬挂升降电机与一号摇臂之间为转动连接，所述悬挂升降电机与三号摇臂之间均为转动连接，一组所述悬挂升降电机对应一号摇臂和三号摇臂的数量均为一组。
25.优选的，所述减震器与一号摇臂之间通过螺栓形成活动连接，所述三号摇臂与减震器之间通过螺栓形成活动连接，一组所述减震器对应一号摇臂和三号摇臂的数量均为一组。
26.优选的，所述轮胎本体的外表面设置有支架，支架与车架本体之间通过螺丝形成活动连接，车架与轮胎本体之间为转动连接，所述轮胎本体的数量为四组且呈阵列分布。
27.优选的，所述轮胎转向电机与支架之间为活动连接，所述轮胎转向电机与轮胎本体之间为活动连接，所述轮毂电机与轮胎本体之间为活动连接。
28.同时，本发明可以在车架上加装激光雷达、摄像头等传感设备，从而方便配合中央主机的人工智能系统处理达到机器人能够根据路况进行自适应性调节的效果。
29.有益效果
30.与现有技术相比，本发明提供了具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法，具备以下有益效果：
31.1、通过一号摇臂、二号摇臂、三号摇臂和减震器以及悬挂升降电机的配合，从而能够使得底盘刚度可调，通过一号摇臂、二号摇臂和三号摇臂的作用，一方面可以提高整体的
可靠性，另外一方面，减震装置安装在摇臂之间，从而能够动态控制底盘的软硬，在平坦路段，增大底盘的刚度，从而提高整车的操作性以及转弯的支持性，使得整车能够以较大的速度转弯，而在崎岖路段时，减小底盘的刚度，让底盘吸收路面的冲击，从而降低了整车的震动，保证了整车电子器件的稳定性。
32.2、通过悬挂升降电机、一号摇臂、二号摇臂、三号摇臂以及角度传感器的配合，从而达到底盘高度可调的效果，在整车在平坦路段运行时，可以降低底盘的高度，从而使得整车的重心更低，运动学性能越好，而在整车遇见障碍物时，可以通过悬挂升降电机带动一号摇臂和三号摇臂旋转，同时通过二号摇臂的被动配合，从而改变轮胎与底盘在高度方向的距离，在遇见障碍物时，可以增大底盘与轮胎的距离，提高底盘的越障能力，使得整车能够以较高的速度越过障碍。
33.3、通过在车架本体上加装激光雷达、摄像头等传感设备，从而能够获取周边环境，将环境信号发送给中央主机，通过中央主机的人工智能系统处理后，使得底盘能够自动、智能的适应各种路面情况，获得底盘可以依据不同的路况进行自适应性调节的效果。
34.4、与现有汽车领域的空气悬挂系统相比，本发明方案的构件结构紧凑、重量轻便、价格低廉，更加适用于移动机器人领域。
附图说明
35.图1为本发明设计步骤流程图；
36.图2为本发明正视图；
37.图3为本发明侧视图；
38.图4为本发明图2的局部放大图；
39.图5为本发明图3的局部放大图。
40.图中：1、车架本体；2、角度传感器；3、悬挂升降电机；4、一号摇臂；5、二号摇臂；6、三号摇臂；7、减震器；8、轮胎本体；9、轮胎转向电机；10、轮毂电机。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1-5，具有自适应调节功能的全动态移动机器人底盘设计方法，包括原材料准备—角度传感结构及悬挂升降动力设置—安装摇臂，安装减震器7—轮体及轮体转向结构安装设计步骤，具体步骤如下：
43.(1)原材料准备：备好一定的量的车架本体1、角度传感器2、悬挂升降电机3、摇臂、减震器7、轮胎、轮毂电机10和轮胎转向电机9；
44.(2)角度传感结构及悬挂升降动力设置：将角度传感器2安装于车架本体1上相应的四个拐角处，再将悬挂升降电机3安装于车架本体1上四个拐角相应的部位；
45.(3)安装摇臂，安装减震器7：
46.①
将一组摇臂的一端对应于角度传感器2的位置安装；
47.②
将两组摇臂的一端对应于悬挂升降电机3的位置安装；
48.③
将减震器7安装于连接在悬挂升降电机3上的两组摇臂之间；
49.④
另外三个拐角处的角度传感器2、悬挂升降电机3上的摇臂以及减震器7的安装重复步骤(3)中的
①‑③
；
50.(4)轮体及轮体转向结构安装：
51.①
在轮胎本体8上安装轮毂电机10；
52.②
在轮胎本体8上端的支架处安装轮胎转向电机9；
53.③
将轮胎本体8上端的支架与三组摇臂的下端相连接；
54.④
其余三个拐角处的轮胎本体8安装重复步骤(4)中的
①‑③
；
55.⑤
底盘设计步骤完成，调试无误后即可投入使用。
56.步骤一的车架本体1，车架本体1的外表面设置有角度传感器2，角度传感器2的一侧设置有悬挂升降电机3，角度传感器2的外表面设置有一号摇臂4，悬挂升降电机3的外表面设置有二号摇臂5，二号摇臂5的一侧设置有三号摇臂6，二号摇臂5和三号摇臂6之间设置有减震器7，一号摇臂4的下端设置有轮胎本体8，轮胎本体8的上端设置有轮胎转向电机9，轮胎本体8的外表面设置有轮毂电机10。
57.车架本体1采用铝合金材料制成，通过机械连接方式完成车架的拼接。
58.角度传感器2和悬挂升降电机3的数量均为四组且均呈阵列分布，角度传感器2与车架本体1之间通过螺丝形成活动连接，悬挂升降电机3与车架本体1之间通过螺丝形成活动连接。
59.二号摇臂5与角度传感器2之间为转动连接，悬挂升降电机3与一号摇臂4之间为转动连接，悬挂升降电机3与三号摇臂6之间均为转动连接，一组悬挂升降电机3对应一号摇臂4和三号摇臂6的数量均为一组。
60.减震器7与一号摇臂4之间通过螺栓形成活动连接，三号摇臂6与减震器7之间通过螺栓形成活动连接，一组减震器7对应一号摇臂4和三号摇臂6的数量均为一组。
61.轮胎本体8的外表面设置有支架，支架与车架本体1之间通过螺丝形成活动连接，车架与轮胎本体8之间为转动连接，轮胎本体8的数量为四组且呈阵列分布。
62.轮胎转向电机9与支架之间为活动连接，轮胎转向电机9与轮胎本体8之间为活动连接，轮毂电机10与轮胎本体8之间为活动连接。
63.同时，本发明可以在车架上加装激光雷达、摄像头等传感设备，从而方便配合中央主机的人工智能系统处理达到机器人能够根据路况进行自适应性调节的效果，在本发明中，传感器设备包括但不限于激光雷达、摄像头、超声波等，本专利中，底盘高低的调节方式包括但不限于摇臂机构、凸轮机构、齿轮齿条等，本专利中，底盘软硬的调节方式包括但不限于减震弹簧、减震器7、氮气弹簧等，本专利提出了一种结构小巧紧凑、成本低廉、可自适应动态调整底盘性能参数的底盘系统，包括但不局限于移动机器人领域，也可以用于其他领域的底盘设计。
64.综上，在使用的过程中，本发明机器人底盘刚度可调，通过一号摇臂4、二号摇臂5和三号摇臂6的作用，一方面可以提高整体的可靠性，另外一方面，减震装置安装在摇臂之间，从而能够动态控制底盘的软硬，在平坦路段，增大底盘的刚度，从而提高整车的操作性以及转弯的支持性，使得整车能够以较大的速度转弯，而在崎岖路段时，减小底盘的刚度，
让底盘吸收路面的冲击，从而降低了整车的震动，保证了整车电子器件的稳定性，而在整车在平坦路段运行时，可以降低底盘的高度，从而使得整车的重心更低，运动学性能越好，而在整车遇见障碍物时，可以通过悬挂升降电机3带动一号摇臂4和三号摇臂6旋转，同时通过二号摇臂5的被动配合，从而改变轮胎与底盘在高度方向的距离，在遇见障碍物时，可以增大底盘与轮胎的距离，提高底盘的越障能力，使得整车能够以较高的速度越过障碍，同时使用者可以通过在车架本体1上加装激光雷达、摄像头等传感设备，从而能够获取周边环境，将环境信号发送给中央主机，通过中央主机的人工智能系统处理后，使得底盘能够自动、智能的适应各种路面情况，获得底盘可以依据不同的路况进行自适应性调节的效果，且与现有汽车领域的空气悬挂系统相比，本发明方案的构件结构紧凑、重量轻便、价格低廉，更加适用于移动机器人领域，实用性效果较强。
65.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。