[發(fā)明專利]適應(yīng)于崎嶇地面的具有驅(qū)動和滑轉(zhuǎn)測量能力的機(jī)器人輪子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910072641.7
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101628420A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐賀;譚大偉;欒鈺琨;張振宇;薛開;吳永見
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種輪子，具體地說是一種用于移動機(jī)器人的輪內(nèi)驅(qū)動及測量滑轉(zhuǎn)率的機(jī)構(gòu)。

(二)背景技術(shù)

移動機(jī)器人的輪內(nèi)驅(qū)動及測量滑轉(zhuǎn)率機(jī)構(gòu)是移動機(jī)器人走行部的重要組成部分，它能夠驅(qū)動移動機(jī)器人的移動，同時測量滑轉(zhuǎn)率。它具有結(jié)構(gòu)簡單，高速穩(wěn)定，能量利用效能高，通用性優(yōu)越。對于移動機(jī)器人而言，分為輪外驅(qū)動和輪內(nèi)驅(qū)動；因為輪外驅(qū)動通常需占用一定的機(jī)身空間，并且系統(tǒng)的相對重心較高，而輪內(nèi)驅(qū)動，即可以節(jié)省空間，又可以降低系統(tǒng)重心，驅(qū)動能力較強(qiáng)，所以得到廣泛的應(yīng)用。曾經(jīng)采用的輪子現(xiàn)簡單作以下介紹：剛性沙地輪由輪轂、輪輻、輪緣固定在一起構(gòu)成剛性輪，具有強(qiáng)度高、承載能力大等優(yōu)點，但吸振性能差。網(wǎng)狀剛性輪輪緣由三個鈦合金環(huán)和有軸向傾角的履刺連接而成，在硬地上以點接觸。輻條和網(wǎng)狀輪緣避免塵土積存，適合開放環(huán)境。但吸震能力差，負(fù)荷能力較低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應(yīng)用。錐體剛性輪主要由圓柱部分接觸地面；在沙地上，圓錐部分也接觸地面。該輪能降低接地壓力，減少運動阻力，提高牽引力。寬斷面包容剛性輪該輪具有全封閉性，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝調(diào)試；但輪子較寬，轉(zhuǎn)向阻力較大，機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。鼓型剛性輪輪子轉(zhuǎn)動單元包括：驅(qū)動輪和安裝于鉸接式懸架底部杠桿上的驅(qū)動鼓。

現(xiàn)在的機(jī)器人車輪系統(tǒng)存在著許多問題：(1)環(huán)境適應(yīng)性差，車輪形式固定，其通用性不能適應(yīng)不同的工作環(huán)境，例如沙地和松軟的地面。(2)吸震能力差，負(fù)荷能力較低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應(yīng)用。(3)在沙地環(huán)境中，對于同一個輪子，其牽引力和轉(zhuǎn)向阻力不能兼顧。即牽引、轉(zhuǎn)向的綜合性能差。沒有既能驅(qū)動又能測量滑轉(zhuǎn)率的能力。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可靠，越障性能力高，適用于多種環(huán)境，并能測量滑轉(zhuǎn)率的適應(yīng)于崎嶇地面的具有驅(qū)動和滑轉(zhuǎn)測量能力的機(jī)器人輪子。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

組成包括主動輪緣、軸承支撐法蘭盤、滑動軸承、夾持套、兩面帶防塵蓋深溝球軸承、電機(jī)軸套、圓頭普通平鍵、諧波減速機(jī)、電機(jī)法蘭盤、輪臂夾持套、軸用彈性擋圈、電動機(jī)、編碼器、軸承擋圈、電機(jī)夾持套、從動輪緣；編碼器的外殼體與夾持套固定連接，電動機(jī)的外殼、電機(jī)法蘭盤、諧波減速機(jī)輸入剛輪及夾持套分別固定連接；電機(jī)軸套套裝固定在電動機(jī)的輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵將電動機(jī)的扭矩傳遞到諧波減速機(jī)波發(fā)生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承套裝固定于諧波減速機(jī)左軸端，起支承軸承支撐法蘭盤，主動輪緣與夾持套的左軸端通過帶有法蘭盤的對稱式滑動軸承解耦連接，軸承支撐法蘭盤與主動輪緣、諧波減速機(jī)的輸出剛輪固定連接，輪臂夾持套與電機(jī)夾持套通過螺栓夾緊于夾持套，軸用彈性擋圈套裝連接于夾持套，從動輪緣與夾持套的右端通過帶有法蘭盤的對稱式滑動軸承解耦連接，軸承擋圈與夾持套固定連接，編碼器法蘭盤與從動輪緣固定連接。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可靠，保證移動機(jī)器人主車體的連續(xù)運動，地面適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點，增強(qiáng)了整車的驅(qū)動能力，提高了其越障性能力，提高牽引能力，提高轉(zhuǎn)彎能力，適用于多種環(huán)境，并能測量滑轉(zhuǎn)率等優(yōu)點。

(四)附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

(五)具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

適應(yīng)于崎嶇地面的具有驅(qū)動和滑轉(zhuǎn)測量能力的機(jī)器人輪子的組成部件為：主動輪緣1、六角頭全螺紋螺栓組件2、軸承支撐法蘭盤3、IGUS滑動軸承4、夾持套5、六角頭全螺紋螺栓組件6、兩面帶防塵蓋深溝球軸承7、電機(jī)軸套8、圓頭普通平鍵9、諧波減速機(jī)10、電機(jī)法蘭盤11、輪臂夾持套12、十字槽沉頭螺釘13、軸用彈性擋圈14、IGUS滑動軸承15、電動機(jī)16、編碼器17、軸承擋圈18、編碼器法蘭盤19、內(nèi)六角圓柱螺釘組件20、電機(jī)夾持套21、從動輪緣22和內(nèi)六角圓柱螺釘組件23。