六轮仿生底盘的制作方法

[0001]
本发明涉及一种底盘机械技术领域，特别是有关于一种六轮仿生底盘可应用于机器人或是车辆中，利用悬挂系统以提高仿生底盘的越障能力。


背景技术：

[0002]
随着科技日新月异，车辆工程的技术也随之进步。一般车辆分为车体和轮式底盘两大架构，常见的轮式底盘至少包括有轮胎、车架、转向器(或称换向器)、动力供给器、煞车器及悬吊器。其中轮胎、转向器及悬吊系统是控制车辆的行进方向及避免翻覆的重要组件。一般车辆在行进时，会遇到转弯或是跨越障碍物等问题，故如何使车辆在行进时保持稳定及能够顺利的转弯是车辆工程中一直不断研究的课题。
[0003]
关于转弯的课题，轮胎及转向器是控制车辆在转弯时的主要核心，现有技术的转向器是利用单连杆式的转向器，其特点在于：驾驶能单独且直接的控制前轮的轮胎，例如：在四轮的车辆中，具有两个转向器来分别控制车辆的两个前轮，当车辆欲转弯时，驾驶会转动方向盘来控制轮胎朝向欲转弯的方向，受到转向器控制的前轮即会朝着欲转弯的方向转动，车辆的后轮则连带的朝车辆欲转弯的方向一并转动且行进，此类型的转向器对于一般的四轮车辆来说已经足够，但是单连杆式的转向器无法应用于需要车轮数较多的特殊车辆，例如公交车或是多轮具有履带的战车。
[0004]
另外，车辆的悬吊器是用于稳定车辆，保持车体在各种行进状态，例如在一般水平面例如地面行进、爬坡或是越障的稳定性，悬吊器主要是由弹簧及减震筒所组成，因此悬吊器可以视为减震器。在一般大众所使用的车辆中，其悬吊器可以是独立式悬吊器或是非独立式悬吊器，其中独立式悬吊器的特点在于将轮式底盘的左右半部轮胎分开控制，而非独立式悬吊器则是将车辆的所有的轮胎统一控制。悬吊器还可以分为主动式或是非主动式，两者的差异性则是在于:主动式悬吊器可以根据悬吊器的弹力常数与阻尼系数来运算以适应不同的路面环境，非主动式悬吊器的弹力常数及阻尼系数是固定的，不会依据环境的不同而有所改变。
[0005]
而近年来，则是将机器人应用于车辆的轮式底盘系统。由于一般机器人多使用在野外，或是地面崎岖的环境，或是灾难现场，故用于机器人轮式底盘系统较用于车辆的轮式底盘系统需有更佳适地性及机动性，故将目前用于车辆的轮式底盘系统运用在机器人上，技术有很大的改进空间。在现有技术中披露了一种具有活结悬吊的车辆及活结悬吊的使用方法，其所揭露的底盘装置是适用于军用车辆即适用在地形崎岖的环境，具有好的适地性、越障能力及活动性佳的轮胎，但是该现有技术所披露的底盘装置并不能驱动机器人爬梯、转向或是具有任意的行走方向，且其所连接到的移动装置并未披露是机器人移动装置或是仅有车体，即未连带考虑到移动装置的改变对于的底盘操作的影响。


技术实现要素：

[0006]
根据现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于披露一种六轮仿生底盘，此六轮仿
生底盘可以平稳的在石子路、土路等凹凸不平的水平面上行驶，以平稳的越过减速带、垂直障碍物。
[0007]
本发明的另一目的在于披露一种六轮仿生底盘，其六轮仿生底盘的前轮悬挂弹簧组件、中轮悬挂弹簧组件及后轮悬挂弹簧组件作用时，可带动车轮组上下活动，并能保持前车轮组、中车轮组及后车轮组始终与水平面正面接触，保持六轮仿生底盘的平衡。
[0008]
本发明的再一目的在于披露一种六轮仿生底盘，其整体结构紧凑，可通过调节前轮悬挂弹簧组件、中轮悬挂弹簧组件及后轮悬挂弹簧组件来调整六轮仿生底盘的承载能力。
[0009]
本发明的又一目的在于披露一种六轮仿生底盘，可以调整前轮悬挂组件、中轮悬挂组件及后轮悬挂组件的硬度，以压缩前车轮组、中车轮组及后车轮组的高度，而让整个六轮仿生底盘具有相对应压缩高度正负范围的减振行程。
[0010]
根据上述目的，本发明披露一种六轮仿生底盘，具有底盘架，控制器、传感器及朝向水平面方向于底盘架的前端两侧分别枢接有前轮悬挂组件、于底盘架的中间两侧分别枢接有中轮悬挂组件及于底盘架的后端两侧分别枢接有后轮悬挂组件，且控制器及传感器分别与前轮悬挂组件、中轮悬挂组件及后轮悬挂组件电性连接，每一个前轮悬挂组件包括有:前轮辅助抬轮支架，一端与底盤架的前端铰接；前轮上支臂组，由第一前轮上支臂及一对第二前轮上支臂所组成，第一前轮上支臂配置在第二前轮上支臂的上方，第一前轮上支臂的一端与前轮辅助抬轮支架的另一端铰接及第一前轮上支臂的另一端与前轮转向支架铰接，每一支第二前轮上支臂的一端分别与前轮辅助抬轮支架的另一端铰接及每一支第二前轮上支臂的另一端分别与前轮转向支架铰接；前轮悬挂弹簧组件的两端分别与前轮上支臂组的两端铰接；以及前轮转向支架，一端与前轮转向机构固连且前轮转向机构朝向地面方向的一端与前车轮组枢接，前车轮组与前车轮轮毂电机枢接，据此，前轮悬挂组件中的前轮上支臂组、前轮辅助抬轮支架及前轮转向支架构成前轮连杆机构，用以控制前轮车轮组在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0011]
每一个中轮悬挂组件包括有：中轮上支臂组，由第一中轮上支臂及一对第二中轮上支臂所组成，第一中轮上支臂配置在第二中轮上支臂的上方，第一中轮上支臂的一端与底盘架的中间铰接，及第一中轮上支臂的另一端与中轮转向支架铰接，每一支第二中轮上支臂的一端分别与底盘架的中间铰接及每一支第二中轮上支臂的另一端分别与中轮转向支架铰接；中轮悬挂弹簧组件，其中轮悬挂弹簧组件的两端分别与中轮上支臂组的两端铰接；以及中轮转向支架，其一端与中轮转向机构固连且中轮转向机构朝向地面方向的一端与中车轮组枢接，且中车轮组与中车轮轮毂电机枢接，据此，中轮悬挂组件组件中的中轮上支臂组、中轮辅助抬轮支架及中轮转向支架构成中轮连杆机构用以控制中轮组遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0012]
每一个后轮悬挂组件包括有：后轮上支臂组，由第一后轮上支臂及一对第二后轮上支臂所组成，第一后轮上支臂配置在第二后轮上支臂的上方，第一后轮上支臂的一端与底盘架的后端铰接及第一后轮上支臂的另一端与后轮转向支架铰接，每一支第二后轮上支臂的一端分别与底盘架的后端铰接及每一支第二后轮上支臂的另一端分别与后轮转向支架铰接；后轮悬挂弹簧组件，其两端分别与后轮上支臂组的两端铰接；以及后轮转向支架，其一端与后轮转向机构固连且后轮转向机构朝向地面方向的一端与后车轮组枢接，且后车
轮组与后车轮轮毂电机枢接，据此，后轮悬挂组件中的后轮上支臂组及后轮转向支架构成后轮连杆机构用以控制后车轮组遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0013]
本发明还披露一种六轮仿生底盘，具有底盘架、控制器、传感器及于底盘架的前端两侧分别枢接有前轮悬挂组件、于底盘架的中间两侧分别枢接有中轮悬挂组件、及于底盘架的后端两侧分别枢接有后轮悬挂组件，控制器及传感器分别与前轮悬挂组件、中轮悬挂组件及后轮悬挂组件电性连接，其特征在于，每一个前轮悬挂组件包括有:前轮悬挂固定座，固接于底盘架的前端；前轮辅助抬轮支架，一端与前轮悬挂固定座铰接；前轮辅助抬轮弹簧组件，与前轮辅助抬轮支架的另一端铰接，且前轮辅助抬轮弹簧组件的另一端与前轮悬挂固定座铰接；前轮上支臂组，由第一前轮上支臂及一对第二前轮上支臂所组成，第一前轮上支臂配置在第二前轮上支臂的上方，第一前轮上支臂的一端与前轮辅助抬轮支架的另一端铰接及第一前轮上支臂的另一端与前轮转向支架铰接，每一支第二前轮上支臂的一端分别与前轮辅助抬轮支架的另一端铰接及每一支第二前轮上支臂的另一端分别与前轮转向支架铰接；前轮悬挂弹簧组件的两端分别与前轮上支臂组的两端铰接；以及前轮转向支架，一端与前轮转向机构固连且前轮转向机构朝向地面方向的一端与前车轮组枢接，前车轮组与前车轮轮毂电机输接，据此，前轮悬挂组件中的前轮上支臂组、前轮辅助抬轮支架及前轮转向支架构成前轮连杆机构，用以控制前轮车轮组在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0014]
每一个中轮悬挂组件包括有：中轮悬挂固定座，固接于底盘架的中间；中轮上支臂组，由第一中轮上支臂及一对第二中轮上支臂所组成，第一中轮上支臂配置在第二中轮上支臂的上方，第一中轮上支臂的一端与中轮悬挂固定座的另一端铰接，及第一中轮上支臂的另一端与中轮转向支架铰接，每一支第二中轮上支臂的一端分别与中轮悬挂固定座的另一端铰接及每一支第二中轮上支臂的另一端分别与中轮转向支架铰接；中轮悬挂弹簧组件，其中轮悬挂弹簧组件的两端分别与中轮上支臂组的两端铰接；以及中轮转向支架，其一端与中轮转向机构固连且中轮转向机构朝向地面方向的一端与中车轮组枢接，且中车轮组与中车轮轮毂电机枢接，据此，中轮悬挂组件组件中的中轮上支臂组、中轮辅助抬轮支架及中轮转向支架构成中轮连杆机构用以控制中轮组遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0015]
每一个后轮悬挂组件包括有：后轮悬挂固定座，固接于底盘架的后端后轮上支臂组，由第一后轮上支臂及一对第二后轮上支臂所组成，第一后轮上支臂配置在第二后轮上支臂的上方，第一后轮上支臂的一端与后轮悬挂固定座的另一端铰接及第一后轮上支臂的另一端与后轮转向支架铰接，每一支第二后轮上支臂的一端分别与后轮悬挂固定座的另一端铰接及每一支第二后轮上支臂的另一端分别与后轮转向支架铰接；后轮悬挂弹簧组件，其两端分别与后轮上支臂组的两端铰接；以及后轮转向支架，其一端与后轮转向机构固连且后轮转向机构朝向地面方向的一端与后车轮组枢接，且后车轮组与后车轮轮毂电机枢接，据此，后轮悬挂组件中的后轮上支臂组及后轮转向支架构成后轮连杆机构用以控制后车轮组遇到垂直障碍时的运动轨迹。
附图说明
[0016]
图1a是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的一实施例的立体示意图。
[0017]
图1b是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的一实施例的俯视图。
[0018]
图1c是根据本发明所披露的技术，表示根据图1b中的a－a线段的六轮仿生底盘的
一实施例的俯视图。
[0019]
图1d是根据本发明所披露的技术，表示根据六轮仿生底盘的一实施例的侧视图。
[0020]
图2a是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的立体示意图。
[0021]
图2b是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的俯视图。
[0022]
图2c是根据本发明所披露的技术，表示根据图2b中的b-b线段的六轮仿生底盘的截面示意图。
[0023]
图3a是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的前轮悬挂组件的结构示意图。
[0024]
图3b是根据本发明所披露的技术，表示前轮悬挂组件的侧示图。
[0025]
图4是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的中轮悬挂组件的结构示意图。
[0026]
图5是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘的后轮悬挂组件的结构示意图。
[0027]
图6a是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘降低的结构示意图。
[0028]
图6b是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘升高的结构示意图。
[0029]
图7是根据本发明所披露的技术，表示六轮仿生底盘在越障时的一实施例的示意图。
[0030]
图8是根据本发明所披露的技术，表示计算六轮仿生底盘在越障高度的示意图。
具体实施方式
[0031]
为了使本发明的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本发明，在此配合所附的图式、具体阐明本发明的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本发明特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。
[0032]
首先请参考图1a-图1d。图1a表示本发明所披露的六轮仿生底盘的一实施例的立体示意图、图1b表示本发明所披露的六轮仿生底盘的一实施例的俯视图、图1c表示根据图1b中的a-a线段的六轮仿生底盘的一实施例的截面示意图及图1d表示本发明所披露的六轮仿生底盘的一实施例的侧视图。在图1a及图1b中，六轮仿生底盘1a至少由底盘架10、前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40所构成，其中底盘架10具有上表面及下表面，其中下表面指的是朝向地面方向的那一面，因此前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40分别设置在底盘架10朝向地面的那一面，且前轮悬挂组件20设置在底盘架10的前端的两侧(即图面的右方)，中轮悬挂组件30设置在底盘架10的前端和后端之间以及后轮悬挂组件40设置在底盘架10的后端两侧(即图面的左方)，且前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40还分别枢接有前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414。另外要说明的是，中轮悬挂组件30可以依据用户的设计，将中轮悬挂组件30设置在底盘架10的中间、靠近底盘架10的前端或是靠近底盘架10的后端的位置。
[0033]
请同时参考图1a、图1c及图1d。由于前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40在底盘架10是左右对称的设置，因此在以下披露六生仿生底盘1a的结构时，以单
一一个前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40来说明。另外，在图1a-图1d中，图面上的箭头m表示六轮仿生底盘1a的运动行进方向。
[0034]
前轮悬挂组件20至少包括有:前轮上支臂组208、前轮悬挂弹簧组件210、前轮转向支架212、前轮转向机构214、前车轮轮毂电机216以及前车轮组218，其中，前轮辅助抬轮支架204的一端与底盘架10的前端铰接；前轮上支臂组208由第一前轮上支臂208a及一对第二前轮上支臂208b所构成，第一前轮上支臂208a的一端与前轮辅助抬轮支架204的另一端铰接，第一前轮上支臂208a的另一端与是与前轮转向支架212铰接，一对第二前轮上支臂208b分别设置在前轮辅助抬轮支架204的两侧且其一端与前轮辅助抬轮支架204铰接，及第二前轮上支臂208b的另一端与前轮转向支架212铰接，其中第一前轮上支臂208a与配置在前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212的方式是将第一前轮上支臂208a配置在第二前轮上支臂208b的上方。
[0035]
另外，在本发明的较优选的实施例中，第一前轮上支臂208a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212铰接；而第二前轮上支臂208b为一对长方形肋条，分别设置在前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212的两侧且设置在倒凹字型结构的第一前轮上支臂208a的下方，其中前轮上支臂组208的目的用以连接前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212，且由于前轮上支臂组208的两端分别与前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212铰接，使得前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212可以透过前轮上支臂组208随着整个六轮仿生底盘1a的高度调整其高度；前轮悬挂弹簧组件210设置在第一前轮上支臂208a与第二前轮上支臂208b之间所构成的空间内，且其两端分别与第一前轮上支臂208a及第二前轮上支臂208b的两端铰接；前轮转向支架212的一端与前轮转向机构214的一端固连，且前轮转向机构214朝向地面方向的另一端与前车轮组218枢接，又前车轮组218与前车轮轮毂电机216枢接，根据上述，前轮悬挂组件20中的前轮上支臂组208、前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212构成前轮连杆机构，使得当六轮仿生底盘1a的前车轮组218遇到垂直障碍时，可以透过此前轮连杆机构来控制前车轮组218遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0036]
请继续参考图1a、图1c及图1d。中轮悬挂组件30至少包括有：中轮上支臂组304、中轮悬挂弹簧组件306、中轮转向支架308、中轮转向机构310、中车轮轮毂电机312以及中车轮组314，其中，中轮上支臂组304由第一中轮上支臂304a及一对第二中轮上支臂304b所构成，第一中轮上支臂304a的一端与底盘架10铰接，第一中轮上支臂304a的另一端与是与中轮转向支架308铰接，一对第二中轮上支臂304b的一端与底盘架10铰接，及第二中轮上支臂304b的另一端与中轮转向支架308铰接，其中，第一中轮上支臂304a是配置在第二前轮上支臂304b的上方。中轮悬挂弹簧组件306设置在第一中轮上支臂304a与第二中轮上支臂304b之间所构成的空间内，且其两端分别与第一中轮上支臂304a及第二中轮上支臂304b的两端铰接。
[0037]
另外，在本发明的较优选的实施例中，与前轮上支臂组208相同，中轮上支臂组304的第一中轮上支臂304a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与底盘架10铰接；而第二中轮上支臂304b为一对长方形肋条，其一端与底盘架10的中间铰接，另一端与中轮转向支架308铰接，且设置在倒凹字型结构的第一中轮上支臂304a的下方，其中，中轮上支臂组304的目的用以连接底盘架10及中轮转向支架308；以及中轮转向支架308
的一端与中轮转向机构310固连，且中轮转向机构310朝向地面方向的一端与中车轮组314枢接，且中车轮组314与中车轮轮毂电机312枢接，根据上述，中轮悬挂组件30中的中轮上支臂组304与中轮转向支架308构成中轮连杆机构，使得在六轮仿生底盘1a可以利用此中轮连杆机构来控制中车轮组314在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0038]
后轮悬挂组件40至少包括有：后轮上支臂组404、后轮悬挂弹簧组件406、后轮转向支架408、后轮转向机构410、后车轮轮毂电机(未在图中表示)以及后车轮组414，其中，后轮上支臂组404由第一后轮上支臂404a及一对第二后轮上支臂404b所构成，第一后轮上支臂404a的一端与底盘架10的后端铰接，第一后轮上支臂404a的另一端与是与后轮转向支架408铰接，一对第二后轮上支臂404b的一端与底盘架10铰接，及第二后轮上支臂404b的另一端与后轮转向支架408铰接，其中第一后轮上支臂404a是配置在第二后轮上支臂404b的上方。后轮悬挂弹簧组件406设置在第一后轮上支臂404a与第二后轮上支臂404b之间所构成的空间内，且其两端分别与第一后轮上支臂404a及第二后轮上支臂404b的两端铰接。
[0039]
另外，在本发明的较优选的实施例中，第一后轮上支臂404a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与底盘架10及后轮转向支架408铰接；而第二后轮上支臂404b为一对长方形肋条，其一端与底盘架10的中间铰接，及另一端与后轮转向支架408的两侧铰接，且第二后轮上支臂404b设置在倒凹字型结构的第一后轮上支臂404a的下方，其中，后轮上支臂组404的目的用以连接底盘架10的后端及后轮转向支架408；以及后轮转向支架408的一端与后轮转向机构410固连，且后轮转向机构410朝向地面方向的一端与后车轮组414枢接，且后车轮组414与后车轮轮毂电机(未在图中表示)枢接，根据上述，后轮悬挂组件40中的后轮上支臂组404与后轮转向支架408构成后轮连杆机构，使得在六轮仿生底盘1a可以利用此后轮连杆机构来控制后车轮组414在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0040]
要说明的是，前轮上支臂组208的第一前轮上支臂208a、中轮上支臂组304的第一中轮上支臂304a及后轮上支臂组404的第一后轮上支臂404a可以是如上述所披露的倒凹字型结构，于另一实施例中，前轮上支臂组208的第一前轮上支臂208a、中轮上支臂组304的第一中轮上支臂304a及后轮上支臂组404的第一后轮上支臂404a也可以是一对长方形肋条，其连接方式与倒凹字型结构相同，不再多加说明。
[0041]
因此，根据以上所述，在本发明所披露的六轮仿生底盘1a在行进中遇到垂直障碍(未在图中表示)时，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40具有压缩高度及压缩行程，其中压缩高度指的是转向机构(如前轮转向机构214、中轮转向机构310、后轮转向机构410)顶部到车轮组(如前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414)的底部之间的高度h(如图1c所示)，在本发明较优选的实施例中，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40对车轮组(如前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414)的压缩高度h为300mm；另外，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40的压缩行程指的是前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40分别将前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414抬离地面的高度，在本发明较优选的实施例中，压缩行程为0-200mm。因此，当六轮仿生底盘1a遇到垂直障碍物且其垂直障碍物的高度无法让六轮仿生底盘1a的前车轮组218抬起而跨越垂直障碍物时，此时须通过中车轮组314及后车轮组414向前车轮组218所产生的推力，压缩前轮悬挂组件20，使得前轮连杆机构的前轮上支臂组208、前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212可以带动前车轮组218被抬起而可以越障，而中轮悬挂组件30中的中轮上支臂组
304的两端是与底盘架10及中轮转向支架308铰接、后轮悬挂组件40中的后轮上支臂组404的两端是与底盘架10及后轮转向支架408铰接，使得中轮上支臂组304及后轮上支臂组404除了可以在y方向上移动之外，也可以在z方向移动，就像是节肢动物的腿部动作一样，且中轮上支臂组304及后轮上支臂组404可以分开朝向不同的方向移动，使得中轮上支臂组304及后轮上支臂组404可以分别的带动中轮转向支架308及后轮转向支架408来带动中车轮组314及后车轮组来进行越障。
[0042]
接着，本发明还披露另一种六轮仿生底盘，请参考图2a-图2c。图2a表示本发明所披露的六轮仿生底盘的另一实施例的立体示意图、图2b表示本发明所披露的六轮仿生底盘的另一实施例的俯视图及图2c表示根据图2b中的b-b线段的六轮仿生底盘的另一实施例的截面示意图。在此实施例中，与前述图1a－图1d之间的差异在于，六轮仿生底盘1b的前轮悬挂组件20还进一步包括有前轮悬挂固定座及前轮辅助抬轮弹簧组件、中轮悬挂组件30还进一步包括中轮悬挂固定座及后轮悬挂组件40还进一步包括后轮悬挂固定座，其结构以及功能于后详细说明。
[0043]
在图2a及图2b中，六轮仿生底盘1b至少由底盘架10、前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40所构成，其中底盘架10具有上表面及下表面，其中下表面指的是朝向地面方向的那一面，因此前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40分别设置在底盘架10朝向地面的那一面，且前轮悬挂组件20设置在底盘架10的前端的两侧(即图面的右方)，中轮悬挂组件30设置在底盘架10的前端和后端之间以及后轮悬挂组件40设置在底盘架10的后端两侧(即图面的左方)，且前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40还分别枢接有前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414。另外要说明的是，中轮悬挂组件30可以依据用户的设计，将中轮悬挂组件30设置在底盘架10的中间、靠近底盘架10的前端或是靠近底盘架10的后端的位置。
[0044]
图2c是根据图2b中b-b线段的截面示意图，由于前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40在底盘架10是左右对称的设置，因此在以下披露六生仿生底盘1b的结构时，以单一一个前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30以及后轮悬挂组件40来说明。另外，在图2a-图2c中，图面上的箭头m表示六轮仿生底盘1b的运动行进方向。
[0045]
同样的，与前述相同，在本发明所披露的六轮仿生底盘1b在行进中遇到垂直障碍(未在图中表示)时，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40具有压缩高度及压缩行程，其中压缩高度指的是转向机构(如前轮转向机构214、中轮转向机构310、后轮转向机构410)顶部到车轮组(如前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414)的底部之间的高度h(如图2c所示)，在本发明较优选的实施例中，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40对车轮组(如前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414)的压缩高度h为300mm；另外，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40的压缩行程指的是前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40分别将前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414抬离地面的高度。在本发明较优选的实施例中，压缩行程为0-200mm。因此，当六轮仿生底盘1b遇到垂直障碍物且其垂直障碍物的高度无法让六轮仿生底盘1b的前车轮组218抬起而跨越垂直障碍物时，此时须通过中车轮组314及后车轮组414向前车轮组218所产生的推力，压缩前轮悬挂组件20，使得前轮连杆机构的前轮上支臂组208、前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架21可以带动前车轮组218被抬起而可以越障，而中轮悬挂组件30中的中轮上支臂组
304的两端是与底盘架10及中轮转向支架308铰接、后轮悬挂组件40中的后轮上支臂组404的两端是与底盘架10及后轮转向支架408铰接，使得中轮上支臂组304及后轮上支臂组404除了可以在y方向上移动之外，也可以在z方向移动，就像是节肢动物的腿部动作一样，且中轮上支臂组304及后轮上支臂组404可以分开朝向不同的方向移动，使得中轮上支臂组304及后轮上支臂组404可以分别的带动中轮转向支架308及后轮转向支架408来带动中车轮组314及后车轮组来进行越障。
[0046]
接着请参考图3a及图3b。图3a是表示本发明所披露的六轮仿生底盘的前轮悬挂组件的结构示意图及图3b表示前轮悬挂组件的侧示图。在图3a及图3b中，前轮悬挂组件20至少包括有:前轮悬挂固定座202、前轮辅助抬轮支架204、前轮辅助抬轮弹簧组件206、前轮上支臂组208、前轮悬挂弹簧组件210、前轮转向支架212、前轮转向机构214、前车轮轮毂电机216以及前车轮组218，其中，前轮悬挂固定座202的一端202a与底盘架10的前端固接；前轮辅助抬轮支架204的一端与前轮悬挂固定座202的另一端202b铰接；前轮辅助抬轮弹簧组件206的一端穿设于前轮悬挂固定座202，并与前轮悬挂固定座202铰接；前轮辅助抬轮弹簧组件206的另一端与前轮辅助抬轮支架204的另一端铰接；前轮上支臂组208由第一前轮上支臂208a及一对第二前轮上支臂208b所构成，第一前轮上支臂208a的一端与前轮辅助抬轮支架204的另一端铰接，第一前轮上支臂208a的另一端与是与前轮转向支架212铰接，一对第二前轮上支臂208b分别设置在前轮辅助抬轮支架204的两侧且其一端与前轮辅助抬轮支架204铰接，及第二前轮上支臂208b的另一端与前轮转向支架212铰接，其中第一前轮上支臂208a与配置在前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212的方式是将第一前轮上支臂208a配置在第二前轮上支臂208b的上方。
[0047]
另外，在本发明的较优选的实施例中，第一前轮上支臂208a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212铰接；而第二前轮上支臂208b为一对长方形肋条，分别设置在前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212的两侧且设置在倒凹字型结构的第一前轮上支臂208a的下方，其中前轮上支臂组208的目的用以连接前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212，且由于前轮上支臂组208的两端分别与前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212铰接，使得前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212可以透过前轮上支臂组208随着整个六轮仿生底盘1的高度调整其高度；前轮悬挂弹簧组件210的两端分别与第一前轮上支臂208a及第二前轮上支臂208b的两端铰接；以及前轮转向支架212的一端与前轮转向机构214的一端固连，且前轮转向机构214朝向地面方向的另一端与前车轮组218枢接，又前车轮组218与前车轮轮毂电机216枢接，根据上述，前轮悬挂组件20中的前轮上支臂组208、前轮辅助抬轮支架204及前轮转向支架212构成前轮连杆机构，使得当六轮仿生底盘1b可以透过此前轮连杆机构来控制当前车轮组218遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0048]
接着请参考图4。图4表示六轮仿生底盘的中轮悬挂组件的结构示意图。在图4中，中轮悬挂组件30至少包括有中轮悬挂固定座302、中轮上支臂组304、中轮悬挂弹簧组件306、中轮转向支架308、中轮转向机构310、中车轮轮毂电机312以及中车轮组314，其中，中轮悬挂固定座302的一端302a与底盘架10的中间固接；中轮上支臂组304由第一中轮上支臂304a及一对第二中轮上支臂304b所构成，第一中轮上支臂304a的一端与中轮悬挂固定座302的另一端302b铰接，第一中轮上支臂304a的另一端与是与中轮转向支架308铰接，一对
第二中轮上支臂304b的一端与中轮悬挂固定座302的另一端302b铰接，及第二中轮上支臂304b的另一端与中轮转向支架308铰接，其中，第一中轮上支臂304a是配置在第二前轮上支臂304b的上方。
[0049]
另外，在本发明的较优选的实施例中，与前轮上支臂组208相同，第一中轮上支臂304a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与中轮悬挂固定座302及中轮转向支架308铰接；而第二中轮上支臂304b为一对长方形肋条，分别设置在中轮悬挂固定座302及中轮转向支架308的两侧且设置在倒凹字型结构的第一中轮上支臂304a的下方，其中，中轮上支臂组304的目的用以连接中轮悬挂固定座302及中轮转向支架308；以及中轮转向支架308的一端与中轮转向机构310固连，且中轮转向机构310朝向地面方向的一端与中车轮组314枢接，且中车轮组314与中车轮轮毂电机312枢接，根据上述，中轮悬挂组件30中的中轮上支臂组304与中轮转向支架308构成中轮连杆机构，使得在六轮仿生底盘1b可以利用此中轮连杆机构来控制中车轮组314在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0050]
请继续参考图5。图5是表示六轮仿生底盘的后轮悬挂组件的结构示意图。在图5中，后轮悬挂组件40至少包括有：后轮悬挂固定座402、后轮上支臂组404、后轮悬挂弹簧组件406、后轮转向支架408、后轮转向机构410、后车轮轮毂电机412以及后车轮组414，其中，后轮悬挂固定座402的一端402a与底盘架10的后端固接；后轮上支臂组404由第一后轮上支臂404a及一对第二后轮上支臂404b所构成，第一后轮上支臂404a的一端与后轮悬挂固定座402的另一端402b铰接，第一后轮上支臂404a的另一端与是与后轮转向支架408铰接，一对第二后轮上支臂404b的一端与后轮悬挂固定座402的另一端402b铰接，及第二后轮上支臂404b的另一端与后轮转向支架408铰接，其中第一后轮上支臂404a是配置在第二后轮上支臂404b的上方。
[0051]
另外，在本发明的较优选的实施例中，第一后轮上支臂404a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与后轮悬挂固定座402及后轮转向支架408铰接；而第二后轮上支臂404b为一对长方形肋条，分别设置在后轮悬挂固定座402及后轮转向支架408的两侧且设置在倒凹字型结构的第一后轮上支臂404a的下方，其中，后轮上支臂组404的目的用以连接后轮悬挂固定座402及后轮转向支架408；以及后轮转向支架408的一端与后轮转向机构410固连，且后轮转向机构410朝向地面方向的一端与后车轮组414枢接，且后车轮组414与后车轮轮毂电机412枢接，根据上述，后轮悬挂组件40中的后轮上支臂组404与后轮转向支架408构成后轮连杆机构，使得在六轮仿生底盘1b可以利用此后轮连杆机构来控制后车轮组414在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0052]
此外，在本发明的较优选的实施例中，与前轮上支臂组208相同，第一中轮上支臂304a为倒凹字型结构，其倒凹字型结构的两侧向外延伸的两端分别与底盘架10铰接；而第二中轮上支臂304b为一对长方形肋条，其一端与底盘架10的中间铰接，另一端与中轮转向支架308铰接，且设置在倒凹字型结构的第一中轮上支臂304a的下方，其中，中轮上支臂组304的目的用以连接底盘架10及中轮转向支架308；以及中轮转向支架308的一端与中轮转向机构310固连，且中轮转向机构310朝向地面方向的一端与中车轮组314枢接，且中车轮组314与中车轮轮毂电机312枢接，根据上述，中轮悬挂组件30中的中轮上支臂组304与中轮转向支架308构成中轮连杆机构，使得在六轮仿生底盘1b可以利用此中轮连杆机构来控制中车轮组314在遇到垂直障碍时的运动轨迹。
[0053]
在此要说明的是，在本发明所披露的六轮仿生底盘1a、1b中，前轮悬挂组件20的前车轮轮毂电机216、中轮悬挂组件30的中车轮轮毂电机312及后轮悬挂组件40的后车轮轮毂电机412是分别用来驱动前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414旋转。另外，六轮仿生底盘1a、1b还包括有传感器(未在图中表示)是用以侦测前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414的所在位置、速度及前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414与水平面之间的高度；此外，传感器亦同时可以监控前轮转向机构214、中轮转向机构310及后轮转向机构410及前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及/或后轮悬挂组件40的位置。另外，六轮仿生底盘1a、1b还进一步包括控制器(未在图中表示)，其用以接收由传感器所传送的前车轮组218、中车轮组314及/或后车轮组414的所在位置、速度及前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414与水平面之间的高度来分别控制前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414的转向及控制前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及/或后轮悬挂组件30的悬挂高度。
[0054]
因此，根据以上所述，在本发明所披露的六轮仿生底盘1b在行进中遇到垂直障碍(未在图中表示)时，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40可以让前车轮组214、中车轮组314及后车轮组414分别产生上下200mm高度的运动行程，因此在遇到垂直障碍物且其垂直障碍物的高度无法让六轮仿生底盘1b的前车轮组218抬起而跨越垂直障碍物时，此时须通过中车轮组314及后车轮组414向前车轮组218所产生的推力，压缩前轮悬挂组件20中的前轮辅助抬轮弹簧组件206，使得前车轮组218被抬起而可以越障，而六轮仿生底盘1a、1b的越障过程于后详述。另外，在六轮仿生底盘1a、1b进行越障的过程中，六轮仿生底盘1a、1b的前轮悬挂组件20中的前轮悬挂弹簧组件210、中轮悬挂组件30的中轮悬挂弹簧组件306及后轮悬挂组件40的后轮悬挂弹簧组件406亦可以使中车轮组314及后车轮组414产生越障高度为300mm的运动行程，如图6a所示，在图6a中是将六轮仿生底盘1a、1b的前轮悬挂弹簧组件210、中轮悬挂弹簧组件306及后轮悬挂弹簧组件406向下(朝向地面方向)压缩行程范围为0-200mm；而在图6b中，则是将六轮仿生底盘1a、1b的前轮悬挂弹簧组件210、中轮悬挂弹簧组件306及后轮悬挂弹簧组件406向上升高300mm高度，因此，六轮仿生底盘1b可以具有至少
±
200mm高度的减振行程。
[0055]
因此，综上所述，当车轮组(前车轮组218、中车轮组314、后车轮组414)可压缩的高度越大，悬挂弹簧组件(前轮悬挂弹簧组件210、中轮悬挂弹簧组件306、后轮悬挂弹簧组件406)的伸缩性越强，悬挂组件(前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30、后轮悬挂组件40)的压缩行程越大，使得六轮仿生底盘1a、1b的越障能力越强。
[0056]
接着请参考图7。图7是根据本发明所披露的六轮仿生底盘在越障时的一实施例的示意图。在说明图7的同时，也请一并参考图3a、图4及图5。在图7中，六轮仿生底盘1b在平面行驶时保持在第一峰值转矩为10牛顿
·
米(n
·
m)恒定输出，当传感器感知道前车轮组218与垂直障碍6接触时，此时传感器会发出障碍物的信号通知控制器，控制器在接收到此信号之后，会对前轮轮毂电机216、中轮轮毂电机312及后轮轮毂电机412发出控制信号以第二峰值转矩为13n
·
m来运行，此时前车轮组218受到垂直障碍6产生反作用力n3及前车轮组218与平面8之间的磨擦力f3，其合力会使前轮悬挂弹簧组件210压缩，具体来说是前车轮组218所受到垂直障碍6后所产生的反作用力n3与前车轮组218与平面8之间的磨擦力f3的合力来压缩前轮悬挂组件20中的前轮悬挂弹簧组件210及前轮辅助抬轮弹簧组件206，而前轮悬挂组件20带动前车轮组218朝向p的方向运动，使得前车轮组218被抬升，而可以翻越垂直障碍
6而实现越障的目的。
[0057]
当前车轮组218完成越障之后，六轮仿生底盘1b继续向前行驶(图面中箭头m的方向)时其控制器会发出信号控制前轮轮毂电机216以第一峰值转矩为10n
·
m来运行。当六轮仿生底盘1b继续向前行驶时，且当传感器感知到中车轮组314与垂直障碍6接触时，其传感器会再对控制器发出遇到障碍物的信号，控制器在接收到信号之后对中轮轮毂电机312发出控制信号以第二峰值转矩13n
·
m运行，此时中车轮组314受到垂直障碍6产生反作用力n2与中车轮组314与平面8之间的磨擦力f2，其合力会使中轮悬挂弹簧组件306被压缩，具体来说是中车轮组314受到垂直障碍6后所产生的反作用力n2与中车轮组314与平面8之间的磨擦力f2的合力来压缩中轮悬挂组件30中的中轮悬挂弹簧组件306，而中轮悬挂组件30会带动中车轮组314同样是朝着p的方向运动，使得中车轮组314借助牵引力和自身的动力，以被动的方式被抬升而可以翻越垂直障碍6，而让中车轮组314实现越障的目的。
[0058]
当六轮仿生底盘1b完成了前车轮组218及中车轮组314翻越垂直障碍6之后，六轮仿生底盘1b的前轮轮毂电机216、中轮轮毂电机312及后轮轮毂电机412会以第一峰值转矩为10n
·
m驱动前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414继续向前行驶(朝着图面箭头m的方向)，当后车轮组414与垂直障碍6接触时，传感器会再对控制器发出遇到障碍物的信号，控制器在接收到此信号之后，对后轮轮毂电机412发出控制信号以第二峰值转矩13n
·
m运行，此时后车轮组414受到垂直障碍6产生反作用力n1与后车轮组414与平面8之间的磨擦力f1，其合力会使后轮悬挂弹簧组件406被压缩，具体来说是后车轮组414受到垂直障碍6后所产生的反作用力n1与后车轮组414与平面8之间的磨擦力f1的合力来压缩后轮悬挂组件40中的后轮悬挂弹簧组件406，而后轮悬挂组件40会带动后车轮组414同样是朝着p的方向运动，使得后车轮组414同样借助牵引力和自身的动力，以被动的方式被抬升而可以翻越垂直障碍6，而让后车轮组414实现越障的目的。当六轮仿生底盘1b的前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414完成了翻越垂直障碍6之后，其控制器会发出信号来控制六轮仿生底盘1b的前轮轮毂电机216、中轮轮毂电机312及后轮轮毂电机412由第二峰值转矩为13n
·
m变更为以第一峰值转矩为10n
·
m来驱动前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414继续向前行驶(朝着图面箭头m的方向)。要说明的是，本发明所披露的六轮仿生底盘1b在调整前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40的硬度时，前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40对前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414的压缩行程为0-200mm，因此六轮仿生底盘1b可以实现压缩高度为300mm的垂直越障能力，具体计算如下所述。
[0059]
影响六轮仿生底盘1a、1b越障高度的因素其可能包括有:六轮仿生底盘1a、1b的重心位置、轮毂电机(前车轮轮毂电机216、中车轮轮毂电机312及后车轮轮毂电机412)、车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)与地面之间的摩擦系数，其中六轮仿生底盘1a、1b的重心位置与底盘架10的结构参数有关，其结构参数可以包括车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)直径、减震结构弹力及悬挂行程，因此如图8所示，在轮毂电机(前车轮轮毂电机216、中车轮轮毂电机312及后车轮轮毂电机412)的功率足够的条件下，车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)与地面滚动的情况下，六轮仿生底盘1a、1b的越障高度h的计算方式如下:
[0060]
l
12
+l
22-2l1l2cosα1＝l
32
ꢀꢀꢀ
式(1)；
[0061]
l
12
+l
22-2l1l2cosα＝l
42
ꢀꢀꢀ
式(2)；
[0062]
z2＝l
32
+l
42-2l3l4cosα2ꢀꢀꢀ
式(3)；
[0063]
z
2-m2＝h2ꢀꢀꢀ
式(4)；
[0064]
因此，根据上述式(1)-式(4)可以计算得到越障高度h为:
[0065][0066]
其中，l1为各上支臂组的长度、l2为各转向支架的长度、l3为各车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)完成越障时各车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)的中心与各悬挂固定座(前轮悬挂固定座202、中轮悬挂固定座302、后轮悬挂固定座402)之间的距离、l4为六轮仿生底盘1a、1b在平面行驶时，各车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)的中心对应的各悬挂固定座(前轮悬挂固定座202、中轮悬挂固定座302、后轮悬挂固定座402)之间的距离、m为越障前后，各车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)于水平方向的移动距离及z为各车轮组(前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414)中心越障前后之间的直线距离。据此，将前车轮组218、中车轮组314及后车轮组414依据上述算式计算之后，可以得到六轮仿生底盘1a、1b六个不同位置的前进方向力的相加，进一步的得到六轮仿生底盘1a、1b的越障高度。
[0067]
由于本发明所披露的六轮仿生底盘1a、1b的前轮悬挂组件20、中轮悬挂组件30及后轮悬挂组件40其结构可以仿真节肢动物的腿部状态，提高六轮仿生底盘1a、1b可以连续翻越垂直障碍的能力。
[0068]
以上仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

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