本發明涉及一種底盤，特別涉及一種全向移動底盤及其調平方法。

背景技術：

機器人用途廣、發展迅速，已經進入到各行各業以及我們的生活中，一些特殊用途的機器人，即像是運動類機器人，要求運動靈敏、制動及時，且運行平穩，全向移動。

要實現全向移動，就會應用到全向輪，這種輪子的運動原理是靠每個輪子的速度方向的合成來決定最終機器人的速度方向，程序控制每個輪子的正反轉和轉速，在運行時，如果該機器人底盤上的輪子如果存在不共面，那么每個全向輪的相對地面的正壓力就存在不同，那么如果有至少一個輪子出現正壓力不足，或者遇到地面凹凸不平輪子無法調節導致發生打滑，使得每個輪子相對地面的摩擦力不一致，這樣就會導致最終的合速度方向不對或者路徑不正確，使得機器人運動過程中打滑偏轉，與程序輸出路徑不一致，達不到精準移動的要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的如果該機器人底盤上的輪子如果存在不共面，那么每個全向輪的相對地面的正壓力就存在不同，那么如果有至少一個輪子出現正壓力不足，或者遇到地面凹凸不平輪子無法調節導致發生打滑，使得每個輪子相對地面的摩擦力不一致，這樣就會導致最終的合速度方向不對或者路徑不正確，使得機器人運動過程中打滑偏轉，與程序輸出路徑不一致，達不到精準移動的要求的上述不足，提供一種全向移動底盤及其調平方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種全向移動底盤，包括框架、驅動系統和控制系統，所述框架上設有至少三個全向輪，其中至多兩個所述全向輪固定連接于所述框架，其余所有所述全向輪均連接有支架，所述支架的一端鉸接在所述框架上，所述支架的另一端通過調節部件連接在所述框架上，所述調節部件能夠調節與其連接的所述支架另一端相對所述框架上下運動，所述驅動系統連接每個所述全向輪，所述控制系統控制所述驅動系統帶動所述全向輪轉動。

采用本發明所述的全向移動底盤，由于至多兩個所述全向輪固定連接于所述框架，其余所有所述全向輪連接于對應的所述調節部件，所述調節部件能夠上下調節所述支架，即上下調節所述全向輪的位置，使所有所述全向輪始終位于一個平面內，保證每個所述全向輪相對地面的正壓力相同，即每個所述全向輪相對地面的摩擦力相同，使每個所述全向輪的合速度方向與程序輸出路徑一致，精準控制移動，該底盤結構簡單緊湊，連接使用方便，作用效果良好，成本低廉。

優選地，每個所述調節部件包括螺栓、螺母一、螺母二、滑塊和彈簧，所述螺母一和所述螺母二均適配所述螺栓，所述滑塊設于所述螺母一和所述螺母二之間，并滑動套接于所述螺栓，所述螺母一和所述滑塊之間的所述螺栓處套設所述彈簧，所述螺母一一側的所述螺栓端部鉸接于所述框架，所述滑塊鉸接于所述支架的一端。

采用這種結構設置，通過擰轉所述調節部件上所述螺母一和/或所述螺母二的位置，限制所述彈簧和所述滑塊的位置，帶動所述支架相對所述框架上下移動，以此來上下調節所述全向輪的相對高度，即調節該底盤相對地面的高度，通過調節所有所述調節部件將所有所述全向輪調節共面，調平該底盤，同時所述彈簧沿所述螺栓拉伸以及壓縮對該底盤起到減震的作用，減小該底盤運行時和制動時的顫抖，使該底盤快速回復平穩狀態。

優選地，所述全向輪為麥克納姆輪或者90度全向輪。

優選地，每個所述調節部件還包括緩沖墊，所述螺母二和所述滑塊之間的所述螺栓處套設所述緩沖墊。

通過設置所述緩沖墊，該底盤運行時，所述調節部件上所述彈簧被壓縮，當該底盤通過凹凸不平地面時，所述彈簧伸張，所述緩沖墊吸收所述彈簧多余的彈性能量，使該底盤快速回復平穩狀態，避免所述彈簧直接觸碰所述螺母二，造成剛性碰撞后所述彈簧微量回彈，帶動所述支架即帶動所述全向輪輕微晃動。

優選地，所述緩沖墊為橡膠材質結構件。

優選地，所述驅動系統包括與每個所述全向輪對應的驅動部件，每個所述驅動部件固定連接于對應的所述支架，每個所述驅動部件的輸出軸連接對應的所述全向輪。

優選地，每個所述驅動部件均為無刷伺服電機。

采用無刷伺服電機，其效率高、能耗低、噪音低、使用壽命長、可靠性良好、能夠無級變頻調速、相對低成本且簡單易用，加上伺服系統后，可形成閉環控制系統，系統有反饋，使得整體控制更加精確。

優選地，所述控制系統為可編程邏輯控制器。

優選地，所述螺栓為臺階螺栓，所述臺階螺栓的兩端分別包括螺紋段，兩個所述螺紋段之間為光滑段，所述螺母一適配所述臺階螺栓上端的所述螺紋段，所述螺母二適配所述臺階螺栓下端的所述螺紋段。

優選地，所述滑塊包括軸套和連接塊，所述軸套固定連接所述連接塊，所述連接塊鉸接于所述支架，所述軸套滑動套設于所述臺階螺栓上。

優選地，所述軸套為聚四氟乙烯材質結構件。

采用聚四氟乙烯結構件的軸套，由于聚四氟乙烯材料摩擦系數極低，具有良好的滑動性能，同時耐磨損，使用壽命長。

優選地，所述框架和支架均為鋁合金材質結構件。

本發明還提供了一種如以上任一所述的全向移動底盤的調平方法，包括以下步驟：

A、在每個所述全向輪下面設置一個電子秤；

B、旋擰每個所述調節部件上的所述螺母一，使對應的所述全向輪豎向上下移動；

C、讀取每個所述電子秤上對應的所述全向輪的正壓力值；

D、調節每個所述螺母一，直到所有所述正壓力值的大小一致或者在允許的誤差范圍內；

E、使該底盤懸空，所有所述全向輪離地，每個所述彈簧回復自由狀態長度，旋擰每個所述調節部件上的所述螺母二，使其接觸所述滑塊，所述滑塊接觸自由狀態長度的所述彈簧的一端，自由狀態長度的所述彈簧的另一端接觸所述螺母一。

采用本發明所述的全向移動底盤的調平方法，將每個所述全向輪設置在一個電子秤上，能夠直觀地、快速準確獲取每個所述全向輪的正壓力大小，然后通過調節每個所述調節部件，使得所有電子秤上讀數一致，即將每個所述全向輪的正壓力大小調節一致，保證每個所述全向輪相對地面的摩擦力大小一致，使每個所述全向輪速度方向的合成與程序輸出路徑一致，到達精準控制，全向平穩移動，該方法操作簡便迅速，作用效果顯著，適合移動底盤的調整和較平。

優選地，在執行所述步驟A之前，將所述螺母一旋擰到所述螺栓上端螺紋段靠近端部的最大行程處，將所述螺母二旋擰到所述螺栓下端螺紋段靠近端部的最大行程處。

優選地，每個所述調節部件還包括緩沖墊，所述螺母二和所述滑塊之間的所述螺栓處套設所述緩沖墊，在執行所述步驟E時，旋擰每個所述調節部件3上的所述螺母二，帶動所述緩沖墊運動，使所述緩沖墊接觸所述滑塊，所述滑塊接觸自由狀態長度的所述彈簧的一端，自由狀態長度的所述彈簧的另一端接觸所述螺母一。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、運用本發明所述的全向移動底盤，由于至多兩個所述全向輪固定連接于所述框架，其余所有所述全向輪連接于對應的所述調節部件，所述調節部件能夠上下調節所述支架，即上下調節所述全向輪的位置，使所有所述全向輪始終位于一個平面內，保證每個所述全向輪相對地面的正壓力相同，即每個所述全向輪相對地面的摩擦力相同，使每個所述全向輪的合速度方向與程序輸出路徑一致，精準控制移動，該底盤結構簡單緊湊，連接使用方便，作用效果良好，成本低廉；

2、每個所述調節部件包括螺栓、螺母一、螺母二、滑塊和彈簧，所述螺母一和所述螺母二均適配所述螺栓，所述滑塊設于所述螺母一和所述螺母二之間，并滑動套接于所述螺栓，所述螺母一和所述滑塊之間的所述螺栓處套設所述彈簧，所述螺母一一側的所述螺栓端部鉸接于所述框架，所述滑塊鉸接于所述支架的一端，采用這種結構設置，通過擰轉所述調節部件上所述螺母一和/或所述螺母二的位置，限制所述彈簧和所述滑塊的位置，帶動所述支架相對所述框架上下移動，以此來上下調節所述全向輪的相對高度，即調節該底盤相對地面的高度，通過調節所有所述調節部件將所有所述全向輪調節共面，調平該底盤，同時所述彈簧沿所述螺栓拉伸以及壓縮對該底盤起到減震的作用，減小該底盤運行時和制動時的顫抖，使該底盤快速回復平穩狀態；

3、運用本發明所述的全向移動底盤，每個所述調節部件還包括緩沖墊，所述螺母二和所述滑塊之間的所述螺栓處套設所述緩沖墊，通過設置所述緩沖墊，該底盤運行時，所述調節部件上所述彈簧被壓縮，當該底盤通過凹凸不平地面時，所述彈簧伸張，所述緩沖墊吸收所述彈簧多余的彈性能量，使該底盤快速回復平穩狀態，避免所述彈簧直接觸碰所述螺母二，造成剛性碰撞后所述彈簧微量回彈，帶動所述支架即帶動所述全向輪輕微晃動；

4、運用本發明所述的全向移動底盤，每個所述驅動部件均為無刷伺服電機，采用無刷伺服電機，其效率高、能耗低、噪音低、使用壽命長、可靠性良好、能夠無級變頻調速、相對低成本且簡單易用，加上伺服系統后，可形成閉環控制系統，系統有反饋，使得整體控制更加精確；

5、運用本發明所述的全向移動底盤，所述軸套為聚四氟乙烯材質結構件，采用聚四氟乙烯結構件的軸套，由于聚四氟乙烯材料摩擦系數極低，具有良好的滑動性能，同時耐磨損，使用壽命長；

6、運用本發明所述的全向移動底盤的調平方法，將每個所述全向輪設置在一個電子秤上，能夠直觀地、快速準確獲取每個所述全向輪的正壓力大小，然后通過調節每個所述調節部件，使得所有電子秤上讀數一致，即將每個所述全向輪的正壓力大小調節一致，保證每個所述全向輪相對地面的摩擦力大小一致，使每個所述全向輪速度方向的合成與程序輸出路徑一致，到達精準控制，全向平穩移動，該方法操作簡便迅速，作用效果顯著，適合移動底盤的調整和較平。

附圖說明

圖1為本發明所述的全向移動底盤的三維結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的測試圖；

圖4為所述調節部件的結構示意圖；

圖5為所述螺栓的結構示意圖；

圖6為本發明所述的全向移動底盤的調平方法的流程示意圖。

圖中標記：1-框架，2-全向輪，3-調節部件，4-支架，5-螺栓，51-螺母一，52-螺母二，6-滑塊，61-軸套，62-連接塊，7-彈簧，8-緩沖墊，9-驅動部件。

具體實施方式

下面結合試驗例及具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

如圖1-5所示，本發明所述的全向移動底盤，包括框架1、驅動系統和控制系統。

如圖1-3所示，所述框架1為長方體框架結構，其四個底角分別設置有一個調節部件3、一個支架4和一個全向輪2，每個所述全向輪2連接于對應的所述支架4，每個所述調節部件3包括螺栓5、螺母一51、螺母二52、滑塊6、彈簧7和緩沖墊8，如圖5所示，所述螺栓5為臺階螺栓，其一端部設有軸孔，所述軸孔適配軸，所述軸連接于所述框架1，所述軸孔一端的螺栓桿體上設有M6外螺紋，中間為光滑段，其直徑為5mm，另一端螺栓桿體上設有M5外螺紋，所述螺母一51為M6螺母，所述螺母二52為M5螺母，所述滑塊6設于所述螺母一51和所述螺母二52之間，并滑動套接于所述螺栓5，所述螺母一51和所述滑塊6之間的所述螺栓5處套設所述彈簧7，所述螺母二52和所述滑塊6之間的所述螺栓5處套設所述緩沖墊8，所述螺母一51適配的所述螺栓5上端鉸接于所述框架1，所述滑塊6鉸接于所述支架4的一端，所述支架4的另一端鉸接于所述框架1，所述驅動系統連接每個所述全向輪2，所述控制系統控制所述驅動系統帶動所述全向輪2轉動。

所述框架1和支架4均為鋁合金材質結構件，所述緩沖墊8為橡膠材質結構件，通過設置所述緩沖墊8，該底盤運行時，所述調節部件3上所述彈簧7被壓縮，當該底盤通過凹凸不平地面時，所述彈簧7伸張，所述緩沖墊8吸收所述彈簧7多余的彈性能量，使該底盤快速回復平穩狀態，避免所述彈簧7直接觸碰所述螺母二52，造成剛性碰撞后所述彈簧7微量回彈，帶動所述支架4即帶動所述全向輪2輕微晃動。

作為本實施例的一個優選方案，所述全向輪2為麥克納姆輪。如圖1-3所示，所述驅動系統包括與每個所述全向輪2對應的驅動部件9，每個所述驅動部件9固定連接于對應的所述支架4，每個所述驅動部件9的輸出軸連接對應的所述全向輪2，每個所述驅動部件9均為無刷伺服電機，采用無刷伺服電機，其效率高、能耗低、噪音低、使用壽命長、可靠性良好、能夠無級變頻調速、相對低成本且簡單易用，加上伺服系統后，可形成閉環控制系統，系統有反饋，使得整體控制更加精確。所述控制系統為可編程邏輯控制器。

如圖4所示，所述滑塊6包括軸套61和連接塊62，所述軸套61固定連接所述連接塊62，所述連接塊62鉸接于所述支架4，所述軸套61滑動套設于所述螺栓5上；所述軸套61為聚四氟乙烯材質結構件，采用聚四氟乙烯結構件的軸套61，由于聚四氟乙烯材料摩擦系數極低，具有良好的滑動性能，同時耐磨損，使用壽命長。

運用本發明所述的全向移動底盤，由于至多兩個所述全向輪2固定連接于所述框架1，其余所有所述全向輪2連接于對應的所述調節部件3，即通過擰轉所述調節部件3上所述螺母一51和/或所述螺母二52的位置，限制所述彈簧7和所述滑塊6的位置，帶動所述支架4相對所述框架1上下移動，以此來上下調節所述全向輪2的相對高度，即調節該底盤相對地面的高度，通過調節所有所述調節部件3將所有所述全向輪2調節共面，調平該底盤，同時所述彈簧7沿所述螺栓5拉伸以及壓縮對該底盤起到減震的作用，減小該底盤運行時和制動時的顫抖，使該底盤快速回復平穩狀態，該底盤結構簡單緊湊，連接使用方便，作用效果良好，成本低廉。

實施例2

如圖1-6所示，本發明所述的全向移動底盤的調平方法，應用如實施例1中所述的全向移動底盤，包括以下步驟：

A、在每個所述全向輪2下面設置一個電子秤；

B、旋擰每個所述調節部件3上的所述螺母一51，使對應的所述全向輪2豎向上下移動；

C、讀取每個所述電子秤上對應的所述全向輪2的正壓力值；

D、調節每個所述螺母一51，直到所有所述正壓力值的大小一致或者在允許的誤差范圍內；

E、使該底盤懸空，所有所述全向輪2離地，每個所述彈簧7回復自由狀態長度，旋擰每個所述調節部件3上的所述螺母二52，帶動所述緩沖墊8運動，使所述緩沖墊8接觸所述滑塊6，所述滑塊6接觸自由狀態長度的所述彈簧7的一端，自由狀態長度的所述彈簧7的另一端接觸所述螺母一51。

作為本實施例的一個優選方案，在執行所述步驟A之前，將所述螺母一51旋擰到所述螺栓5上端螺紋段靠近端部的最大行程處，將所述螺母二52旋擰到所述螺栓5下端螺紋段靠近端部的最大行程處。

運用本發明所述的全向移動底盤的調平方法，將每個所述全向輪2設置在一個電子秤上，能夠直觀地、快速準確獲取每個所述全向輪2的正壓力大小，然后通過調節每個所述調節部件3，使得所有電子秤上讀數一致，即將每個所述全向輪2的正壓力大小調節一致，保證每個所述全向輪2相對地面的摩擦力大小一致，使每個所述全向輪2速度方向的合成與程序輸出路徑一致，到達精準控制，全向平穩移動，該方法操作簡便迅速，作用效果顯著，適合移動底盤的調整和較平。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。