一种室内外无人驾驶机器人的制作方法

1.本实用新型涉及物流配送机器人领域，特别是涉及一种室内外无人驾驶机器人。


背景技术：

2.当前移动机器人应用比较广泛的领域为工厂agv和室内扫地机器人。工厂agv通常具备较高负载，能够运送较重物流在车间内穿梭，特别是在无人仓储领域，agv是必不可缺的设备。室内扫地机器人主要负责家庭地面的清洁，节省居民打扫地面的时间，具有体积小，交互方便，操作简单等特点。这两种机器人都采取了差速转向的驱动方案，驱动轮位于机器人中心位置的左右两侧，前后搭配万向轮辅助转向。可以通过差速过弯，即通过左轮与右轮速度不同实现左转或者右转，也可通过左右轮转向相反实现原地旋转。但是这两款产品都有一个共同的缺点，对移动机器人工作的地面平整性有严格要求，机器人自身越野能力差，不能通过小台阶、减速带或者地面不平的路面，无法在室外工作。当前也存在一些越野能力超强的移动机器人，多采用履带式方案，其噪音较大，不适合室内办公环境和小区家居环境内运输物品。也有一些移动机器人采用阿克曼转向底盘，能够适应室外路面，但是无法在室内进行原地自转，需要较大的转弯半径，不适合室内空间工作。
3.公开日为2018年5月29日，公开号为cn108082815a的中国专利文献公开了 物流机器人，包括两个呈纵向布置的支撑架，两个支撑架相间隔布置，两者之间具有中间区域；支撑架的底部设有移动结构；中间区域中设有转动架，转动架具有横向布置的转动轴，转动轴的两端分别对应与两个支撑架转动连接；转动架具有多个呈水平布置且放置货物的放置架，多个放置架固定连接在移动轴上；转动架的外部套设有外壳，外壳中具有容腔，外壳上具有开口，转动轴的两端分别转动穿设至外壳的侧边外，货物可以直接通过外壳的开口放置在放置架上。
4.上述物流机器人的缺点是：移动方式简单，四轮驱动，对工作的地面平整性有严格要求，机器人自身越野能力差，不能通过小台阶、减速带或者地面不平的路面，无法在室外工作。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为解决现有的物流机器人的不能同时适用于室内和室外场景自动驾驶的问题，提供一种室内外无人驾驶机器人，具有室内外兼容的场景适应性和越野能力，能够应对复杂场景需求的优点，可以实现送货到门或送货到办公室工位的物流配送业务。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种室内外无人驾驶机器人，包括底盘结构与货箱结构，底盘结构包括：底部支撑板以及连接在底部支撑板上的运动轮以及纵臂；其中，底盘结构内安装有左电机与右电机；左电机与右电机分别连接左同步带与右同步带；左同步带与右同步带分别连接左中齿轮箱与右中齿轮箱；左中齿轮箱与右中齿轮箱分别连接所述纵臂，纵臂连接齿轮箱，所述齿轮箱与所述运动轮连接。纵臂设置有四
个，对应的齿轮箱也有四个，与前后左右四个运动轮连接，而两个中齿轮箱与两个中运动轮连接。
7.使用上述的技术方案，由左电机和右电机分别负责驱动左右两侧，左电机和右电机的动力由左同步带与右同步带传动到左中齿轮箱与右中齿轮箱，然后通过左中齿轮箱与右中齿轮箱前后左右的纵臂将动力传动到齿轮箱，继而为前后左右的运动轮提供动力，使得无人驾驶机器人可以具有室内外兼容的场景适应性和越野能力。
8.作为优选，货箱结构包括：货箱箱体，其中，所述货箱箱体安装在底盘结构上方，其顶部前端、右前侧以及左后侧安装有激光雷达，所述货箱箱体的前端左右侧还安装有摄像头；所述顶部前端激光雷达对应的货箱箱体的后端安装有gps。货箱箱体整体为矩形，底面大小与底盘结构相配合，内部中空，方便于储物，激光雷达与摄像头可以检测运行路径上各个方向的障碍物，gps可以对无人驾驶机器人进行定位，避免机器人无人驾驶时在室内外运动时与障碍物的碰撞。
9.作为优选，运动轮在底部支撑板两侧的竖直方向上对称设置三组，其中，中运动轮为普通轮胎，前运动轮与后运动轮为全向轮；所述左中齿轮箱与右中齿轮箱连接中运动轮；所述齿轮箱与前后运动轮一一对应。即运动轮共六个，左右两侧各三组，无人驾驶机器人采用六轮六驱的结构，中运动轮为普通轮胎，前运动轮与后运动轮为全向轮，使得无人驾驶机器人可以差速转向，实现左转和右转，满足无人驾驶时需要转向的要求，使得机器人可以适应多种地面情况。
10.作为优选，纵臂连接有悬挂，所述纵臂在前运动轮与中运动轮之间以及后运动轮与中运动轮之间均有设置；所述悬挂安装在纵臂上方与所述货箱结构连接。悬挂与纵臂对应，纵臂设置四个，悬挂也对应设置四个，安装在货箱结构与纵臂间，固定纵臂，而每个纵臂都配备了独立悬挂，保证了底盘在不平整地面上运动的稳定性，使得无人驾驶机器人可以适应较崎岖的路面情况，可以满足室外作业。
11.作为优选，左电机与右电机和左同步带与右同步带之间还安装有减速机。减速机可以控制电机传给同步带的动力，进而控制齿轮箱传递给运动轮的动力，控制无人驾驶机器人的速度，使得无人驾驶机器人可以在面对不同情况时控制速度，满足无人驾驶机器人在室内外场景的不同速度。
12.作为优选，底盘结构前端还安装有摄像头。在底盘结构内还设置有控制器，控制整个无人驾驶机器人的运动，控制器与底盘结构前端的摄像头以及上述激光雷达、摄像头和gps连接，接受传输的数据，从而对无人驾驶机器人进行更好的控制，使得机器人可以做到无人驾驶，并且多方面数据的收集控制，使得无人驾驶机器人可以具有室内外兼容的场景适应性。
13.作为优选，货箱箱体四周安装有灯带，左侧顶部安装有货箱旗子，后端底部还设置有急停按钮；所述底盘结构的前端摄像头两侧安装有前射灯。灯带在货箱箱体的左右两侧、左前右前侧、左后右后侧均有设置，对货箱箱体四周全覆盖，灯带及旗子主要起到提示的作用，使得本无人驾驶机器人的辨识度增加，减少对无人驾驶机器人的损伤，底盘结构的前端摄像头两侧安装有前射灯在需要时可以开启，不仅可以起到照明作用满足黑暗环境中的运动，可以起到一定的提示作用，有助于规避风险，而急停按钮可以在面对突发情况时让无人驾驶机器人紧急停止但不断电。
14.作为优选，底盘结构的前端摄像头和前射灯外安装有防撞挡板。前后端安装保护挡板，防撞挡板两边延伸长度大于底盘结构，可以对整个底盘结构进行遮挡，当发生前端碰撞时，能够有效对底盘结构进行保护，前后端安装保护挡板减少遭受其他撞击的损害，避免因为碰撞遭受到的伤害和损失。
15.作为优选，货箱结构靠近后端底部的急停按钮下方的底盘结构上还安装有总电源开关以及充电口。后端底部的急停按钮下方还有电池仓，总电源开关可以控制无人驾驶机器人的开启与关闭，而充电口可以对电池仓内的电池进行充电，而电池仓包括电池仓门，可以对电池进行更换，满足无人驾驶机器人的多次重复使用。
16.本实用新型一种室内外无人驾驶机器人，由左电机和右电机分别负责驱动左右两侧，左电机和右电机的动力通过减速机后，由左同步带与右同步带传动到左中齿轮箱与右中齿轮箱，然后通过左中齿轮箱与右中齿轮箱前后左右的纵臂将动力传动到齿轮箱，继而为前后左右的运动轮提供动力，使得无人驾驶机器人可以具有室内外兼容的场景适应性和越野能力。
17.本实用新型的有益效果是，具有室内外兼容的场景适应性和越野能力，能够应对复杂场景需求，实现送货到门或送货到办公室工位的物流配送业务；具有更好的操控性和稳定性。
18.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
19.图1是本实用新型一种室内外无人驾驶机器人的左前轴测图；
20.图2是本实用新型一种室内外无人驾驶机器人的右后轴测图；
21.图3是本实用新型一种室内外无人驾驶机器人的仰视图；
22.图4是本实用新型一种室内外无人驾驶机器人的传动示意图；
23.图中：1、前部防撞挡板；2、右侧前射灯；3、左侧前射灯；4、左侧前轮；5、左侧中轮；6、左侧后轮；7、右侧前轮；8、右侧中轮；9、右侧后轮；10、底盘前部摄像头；11、货箱左侧摄像头；12货箱右侧摄像头；13、右前侧激光雷达；14、左后侧激光雷达；15、货箱顶部前侧激光雷达；16、货箱顶部后侧gps；17、货箱右侧灯带；18、货箱左侧灯带；19、货箱箱体；20、货箱后盖；21、货箱前盖；22、货箱旗子；23、右后方彩色灯带；24、右前方彩色灯带；25、左前方彩色灯带；26、左后方彩色灯带；27、电池仓门；28、急停按钮；29、充电口；30、总电源开关；31、右后方悬挂；32、右前方悬挂；33、左前方悬挂；34、左后方悬挂；35、后侧底部护板；36、前侧底部护板；37、左后轮齿轮箱；38、左中轮齿轮箱；39、左前轮齿轮箱；40、右前轮齿轮箱；41、右中轮齿轮箱；42、右后轮齿轮箱；43、左后纵臂；44、左前纵臂；45、右前纵臂；46、右后纵臂；47、底部支撑板；48、左减速机；49、左电机；50、左同步带；51、右电机；52、右减速机；53、右同步带。
具体实施方式
24.下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。
25.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
26.实施例1：
27.在图1至4所示的实施例1中，本实用新型提供一种技术方案：一种室内外无人驾驶机器人，包括底盘结构与货箱结构，底盘结构包括：底部支撑板47以及连接在底部支撑板47上的运动轮以及纵臂；其中，底盘结构内安装有左电机49与右电机51；左电机49与右电机51分别连接左同步带50与右同步带53；左同步带50与右同步带53分别连接左中齿轮箱与右中齿轮箱；左中齿轮箱与右中齿轮箱分别连接所述纵臂，纵臂连接齿轮箱，所述齿轮箱与所述运动轮连接。纵臂设置有四个，对应的齿轮箱也有四个，与前后左右四个运动轮连接，而两个中齿轮箱与两个中运动轮连接。
28.本实施例中，无人驾驶机器人的左前轴测图如图1所示，右后轴测图如图2所示。本实施例中，货箱结构是由货箱箱体19、货箱后盖20、货箱前盖21拼接而成的，货箱结构整体为矩形内部中空，可以容纳需要储存的物品，三者组成的整体安装在底盘结构上方，与底盘结构相对应，整体固定结构牢固，可以将安装的货箱后盖20和货箱前盖21打开，从中间放置需要储存的物品。货箱箱体19后端底部还设置有急停按钮28，货箱结构靠近后端底部的急停按钮28下方的底盘结构上还安装有总电源开关30以及充电口29。后端底部的急停按钮28下方还有电池仓，总电源开关30可以控制无人驾驶机器人的开启与关闭，而充电口29可以对电池仓内的电池进行充电，而电池仓包括电池仓门27，可以对电池进行更换，满足无人驾驶机器人的多次重复使用。
29.本实施例中，无人驾驶机器人的货箱结构上安装有货箱右侧灯带17、货箱左侧灯带18、右后方彩色灯带23、右前方彩色灯带24、左前方彩色灯带25、左后方彩色灯带26，对货箱结构的前后左右进行了全覆盖，无人驾驶机器人的货箱结构上还安装有货箱旗子22，底盘结构的前端两侧安装有右侧前射灯2以及左侧前射灯3，使得本无人驾驶机器人的辨识度增加，减少对无人驾驶机器人的损伤，底盘结构的前端摄像头两侧安装有前射灯在需要时可以开启，不仅可以起到照明作用满足黑暗环境中的运动，可以起到一定的提示作用，有助于规避风险。无人驾驶机器人底盘结构的前端安装有前部防撞挡板1和前侧底部护板36，后端安装后侧底部护板35，前部防撞挡板1两边延伸长度大于底盘结构，可以对整个底盘结构进行遮挡，当发生前端碰撞时，能够有效对底盘结构进行保护，后端安装保护挡板减少遭受其他撞击的损害，避免因为碰撞遭受到的伤害和损失。
30.本实施例中，无人驾驶机器人上安装的摄像头包括：安装在货箱结构上的货箱左侧摄像头11、货箱右侧摄像头12以及安装在底盘结构上的底盘前部摄像头10，三个摄像头结合可以对无人驾驶机器人的前方路况进行拍摄；无人驾驶机器人上安装的激光雷达包括：右前侧激光雷达13、左后侧激光雷达14、货箱顶部前侧激光雷达15，三个激光雷达结合，可以精准测出无人驾驶机器人周围的障碍物情况，并且可以对障碍物的运动状态进行评
估；货箱顶部前侧激光雷达15对应的货箱箱体19的后端安装有货箱顶部后侧gps16，该gps可以对无人驾驶机器人进行定位；底盘结构内有控制器与上述摄像头、激光雷达以及gps相连接，接收上述部件获取的信息，并且对信息进行分析，选则合理的运行方向和路线，对无人驾驶机器人的运行路线做出控制，保证无人驾驶机器人的正常运行，规避可能产生的风险。
31.本实施例中，无人驾驶机器人的仰视图如图3所示。本实施例中，如图1、图2及图3所示，底盘结构包括底部支撑板47，底部支撑板47为两边有凸出的矩形，左右两边的凸出分别连接左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41，而左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41分别连接左侧中轮5与右侧中轮8，并且左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41上下还连接了四个纵臂，即左后纵臂43、左前纵臂44、右前纵臂45、右后纵臂46，而四个纵臂分别对应连接了左后轮齿轮箱37、左前轮齿轮箱39、右前轮齿轮箱40、右后轮齿轮箱42，四个齿轮箱连接左侧后轮6、左侧前轮4、右侧前轮7、右侧后轮9，而且左后纵臂43、左前纵臂44、右前纵臂45、右后纵臂46分配配备了左后方悬挂34、左前方悬挂33、右前方悬挂32、右后方悬挂31，这样，本实施例中无人驾驶机器人的运行模式为六轮六驱四悬挂，上述的运动轮中左侧后轮6、左侧前轮4、右侧前轮7、右侧后轮9是全向轮，左侧中轮5与右侧中轮8的普通橡胶轮胎，无人驾驶机器人可以差速转向，通过差速过弯转向，而悬挂与纵臂对应，纵臂设置四个，悬挂也对应设置四个，安装在货箱结构与纵臂间，固定纵臂，而每个纵臂都配备了独立悬挂，保证了底盘在不平整地面上运动的稳定性，使得无人驾驶机器人可以适应较崎岖的路面情况，可以满足室外作业。
32.本实施例中，无人驾驶机器人的传动示意图如图4所示。无人驾驶机器人的底盘结构内安装有左电机49与右电机51；左电机49与右电机51分别通过左减速机48与右减速机52连接左同步带50与右同步带53，左同步带50与右同步带53分别连接左中齿轮箱与右中齿轮箱，而左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41分别连接左侧中轮5与右侧中轮8，并且左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41上下还连接了四个纵臂，即左后纵臂43、左前纵臂44、右前纵臂45、右后纵臂46，而四个纵臂分别对应连接了左后轮齿轮箱37、左前轮齿轮箱39、右前轮齿轮箱40、右后轮齿轮箱42，而左后轮齿轮箱37、左前轮齿轮箱39、右前轮齿轮箱40、右后轮齿轮箱42则连接左侧后轮6、左侧前轮4、右侧前轮7、右侧后轮9。
33.本实施例中，无人驾驶机器人的传动原理为：底盘结构内安装的左电机49与右电机51提供动力，动力通过左减速机48与右减速机52后由左同步带50与右同步带53传动到左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41，左中轮齿轮箱38和右中轮齿轮箱41为左侧中轮5与右侧中轮8提供动力，然后通过连接的左后纵臂43、左前纵臂44、右前纵臂45、右后纵臂46向左后轮齿轮箱37、左前轮齿轮箱39、右前轮齿轮箱40、右后轮齿轮箱42传递动力，左后轮齿轮箱37、左前轮齿轮箱39、右前轮齿轮箱40、右后轮齿轮箱42向左侧后轮6、左侧前轮4、右侧前轮7、右侧后轮9提供动力，同时左后纵臂43、左前纵臂44、右前纵臂45、右后纵臂46单独配备左后方悬挂34、左前方悬挂33、右前方悬挂32、右后方悬挂31，保持底盘的充分稳定，使得无人驾驶机器人具有室内外兼容的场景适应性和越野能力，能够应对复杂场景需求。
34.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范
围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种室内外无人驾驶机器人，包括底盘结构与货箱结构，其特征在于，所述底盘结构包括：底部支撑板以及连接在底部支撑板上的运动轮以及纵臂；其中，所述底盘结构内安装有左电机与右电机；所述左电机与右电机分别连接左同步带与右同步带；所述左同步带与右同步带分别连接左中齿轮箱与右中齿轮箱；所述左中齿轮箱与右中齿轮箱分别连接所述纵臂，所述纵臂连接齿轮箱，所述齿轮箱与所述运动轮连接。2.根据权利要求1所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述货箱结构包括：货箱箱体，其中，所述货箱箱体安装在底盘结构上方，其顶部前端、右前侧以及左后侧安装有激光雷达，所述货箱箱体的前端左右侧还安装有摄像头；所述顶部前端激光雷达对应的货箱箱体的后端安装有gps。3.根据权利要求1所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述运动轮在底部支撑板两侧的竖直方向上对称设置三组，其中，中运动轮为普通轮胎，前运动轮与后运动轮为全向轮；所述左中齿轮箱与右中齿轮箱连接中运动轮；所述齿轮箱与前后运动轮一一对应。4.根据权利要求1或2所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述纵臂连接有悬挂，所述纵臂在前运动轮与中运动轮之间以及后运动轮与中运动轮之间均有设置；所述悬挂安装在纵臂上方与所述货箱结构连接。5.根据权利要求1所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述左电机与右电机和左同步带与右同步带之间还安装有减速机。6.根据权利要求1所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述底盘结构前端还安装有摄像头。7.根据权利要求1或2或6所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述货箱箱体四周安装有灯带，左侧顶部安装有货箱旗子，后端底部还设置有急停按钮；所述底盘结构的前端摄像头两侧安装有前射灯。8.根据权利要求7所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述底盘结构的前端摄像头和前射灯外安装有防撞挡板。9.根据权利要求1或2或3或5或6或8所述的无人驾驶机器人，其特征在于，所述货箱结构靠近后端底部的急停按钮下方的底盘结构上还安装有电源开关以及充电口。

技术总结
本实用新型公开了一种室内外无人驾驶机器人，包括底盘结构与货箱结构，底盘结构包括：底部支撑板以及连接在底部支撑板上的运动轮以及纵臂；其中，底盘结构内安装有左电机与右电机；左电机与右电机分别连接左同步带与右同步带；左同步带与右同步带分别连接左中齿轮箱与右中齿轮箱；左中齿轮箱与右中齿轮箱分别连接所述纵臂，纵臂连接齿轮箱，所述齿轮箱与所述运动轮连接。本实用新型的有益效果是，具有室内外兼容的场景适应性和越野能力，能够应对复杂场景需求，实现送货到门或送货到办公室工位的物流配送业务；具有更好的操控性和稳定性。性。性。


技术研发人员：汪壮壮 哈融厚 童家卉 余小欢 潘智慧
受保护的技术使用者：浙江光珀智能科技有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/20