[發(fā)明專利]基于轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪的移載平臺布局方法及移動平臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033033.5
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101570218A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧鐵鋼;朱建江
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B60B33/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 唐小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種移載平臺，具體地講是涉及一種采用轉(zhuǎn)軸固定式可二維運動的轉(zhuǎn)輪的自由移載平臺。

背景技術(shù)

目前被廣泛使用的移載平臺采用的都是傳統(tǒng)的整體式轉(zhuǎn)輪(輪轂、輪幅和輪胎為一體)，這種轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)簡單，易制造易更換。但由于這類轉(zhuǎn)輪只能沿與輪軸的垂直方向滾動，移載平臺的轉(zhuǎn)向需要利用轉(zhuǎn)向機構(gòu)來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)向時也需要較大的運動空間。這類移載平臺的運動自由度受到很大的限制。因此，在操作空間受限的場所缺乏足夠的運動靈活性。

現(xiàn)在也有少量移載平臺采用了基于麥克拉姆輪(又稱瑞典輪)的移動技術(shù)(仲欣，呂恬生.在球面運行的萬向輪式移動機器人運動學(xué)模型的建立.機器人.1999.5，Vol?21，No.3)。麥克拉姆輪是一種由母輪和子輪共同組合成的復(fù)合型萬向輪。多個麥克拉姆輪分別在電機帶動下按某種轉(zhuǎn)速進行配比就可以實現(xiàn)各個方向的平移和運動平面任意點為圓心的旋轉(zhuǎn)運動，從而可使移載平臺方便地實現(xiàn)小空間內(nèi)的運動。但麥克拉姆輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝水平要求較高，成本也很高，這限制了麥克拉姆輪的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有移載平臺轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的不足，本發(fā)明專利提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、操縱靈活的基于轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪的移載平臺布局設(shè)計方法及其移載平臺。該平臺通過對驅(qū)動輪的布置，可以實現(xiàn)任意方向的平移及以運動平面任意點為圓心的轉(zhuǎn)動，從而可以組合成移載平臺復(fù)雜的運動，以利于其在小空間內(nèi)活動。

一種基于轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪的移載平臺布局方法，其特征在于包括以下步驟：(1)、利用轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪作為驅(qū)動輪，該運動輪包括輪轂、兩個或兩個以上的子輪排和子輪架組成，其中所述輪轂與子輪架組成為一體，每個所述子輪排是由四個或四個以上的子輪組成，所述子輪側(cè)面輪廓為鼓形，即其工作輪廓由兩圓弧組成，所述子輪通過子輪軸與所述子輪架相連，每個子輪排與毗鄰子輪排平行安裝，每個子輪架與毗鄰子輪架交錯安裝，使從輪軸方向來看各子輪的輪廓可形成一個完整的圓形，它可實現(xiàn)沿驅(qū)動輪軸線垂直方向的運動和沿驅(qū)動輪軸線方向的運動；(2)、確定平臺的所有基本單一直線運動方向；(3)、對于某一個基本單一直線運動依靠以下布局方式實現(xiàn)：布置第一個驅(qū)動輪和第二個驅(qū)動輪，其中該基本單一直線運動方向與第一個驅(qū)動輪軸線的夾角為Ф，該基本單一直線運動方向與第二個驅(qū)動輪軸線的夾角為-Ф，其中Ф大于0度且小于180度；(4)、對于平臺的純旋轉(zhuǎn)運動依靠以下布局方式實現(xiàn)：至少兩個驅(qū)動輪其軸線夾角為0度；(5)、根據(jù)上述步驟(2)及步驟(3)的規(guī)則對于平臺的所有驅(qū)動輪進行布局。

如果，上述驅(qū)動輪通過離合器與原動機相連，在平臺運動時，可以結(jié)合步驟(2)及步驟(3)的規(guī)則決定哪些驅(qū)動輪作為主動輪，哪些驅(qū)動輪與離合器脫離作為自由輪，以避免可能存在的干涉。

如果，上述驅(qū)動輪裝有制動器，在平臺運動時，可以結(jié)合步驟(2)及步驟(3)的規(guī)則決定開啟哪些制動器，以限制相應(yīng)驅(qū)動輪沿其軸線垂直方向的運動。

一種基于轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪的移載平臺，其特征在于：

利用轉(zhuǎn)軸固定式二維運動輪作為驅(qū)動輪，該運動輪包括輪轂、兩個或兩個以上的子輪排和子輪架組成，其中所述輪轂與子輪架組成為一體，每個所述子輪排是由四個或四個以上的子輪組成，所述子輪側(cè)面輪廓為鼓形，即其工作輪廓由兩圓弧組成，所述子輪通過子輪軸與所述子輪架相連，每個子輪排與毗鄰子輪排平行安裝，每個子輪架與毗鄰子輪架交錯安裝，使從輪軸方向來看各子輪的輪廓可形成一個完整的圓形，它可實現(xiàn)沿驅(qū)動輪軸線垂直方向的運動和沿驅(qū)動輪軸線方向的運動；該移載平臺由平臺、n個驅(qū)動單元、及控制器組成；其中每個驅(qū)動單元由一個轉(zhuǎn)軸固定式二維運動轉(zhuǎn)輪、離合器、制動器、原動機組成，上述n為大于等于3的自然數(shù)；驅(qū)動單元個數(shù)及布局方式由以下規(guī)則決定：規(guī)則1：對于某一個基本單一直線運動依靠以下布局方式實現(xiàn)，即布置第一個驅(qū)動輪和第二個驅(qū)動輪，其中該基本單一直線運動方向與第一個驅(qū)動輪軸線的夾角為Ф，該基本單一直線運動方向與第二個驅(qū)動輪軸線的夾角為-Ф，其中Ф大于0度且小于180度；規(guī)則2：對于平臺的純旋轉(zhuǎn)運動依靠以下布局方式實現(xiàn)，即至少兩個驅(qū)動輪其軸線夾角為0度。