[發(fā)明專利]一種基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310258066.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN103303391A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋可清;馮華山;于薇薇;秦現(xiàn)生;譚小群;李樹軍;白晶;張娜;王戰(zhàn)璽;董思洋;董文豪;楊雪寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D63/04
• 分類號(hào): B62D63/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全向輪應(yīng)用領(lǐng)域，具體是一種基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)

麥卡納姆輪是一種全方位四輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種車輪由兩部分組成，即主動(dòng)的輪轂和沿輪轂外緣按一定方向均勻分布著的多個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)印．?dāng)車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪心相對(duì)于地面的速度是輪轂速度與輥?zhàn)訚L動(dòng)速的合成，兩個(gè)夾角間有一個(gè)偏離角。由于每個(gè)車輪均有這個(gè)特點(diǎn)，經(jīng)適當(dāng)組合后就可以實(shí)現(xiàn)車體的全方位移動(dòng)和原地轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。由于具有全向移動(dòng)，轉(zhuǎn)向空間小等優(yōu)點(diǎn)，麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)在倉庫、廠房等場合得到了廣泛的應(yīng)用。

但是麥卡納姆輪的缺點(diǎn)也很明顯，由于邊緣小輥?zhàn)拥拇嬖冢溈{姆輪的承載能力不強(qiáng)且容易磨損。對(duì)于需要大的承重量的麥卡納姆輪移動(dòng)平臺(tái)，一般的解決辦法是是增加車輪的數(shù)目，這種方法可以解決承載力的問題但是磨損的問題依然存在。從而影響了麥卡納姆輪移動(dòng)平臺(tái)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明針對(duì)麥卡納姆輪承載能力不強(qiáng)、容易磨損的弊端，提出了一種基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)，整個(gè)移動(dòng)平臺(tái)及其負(fù)載由氣墊單元來承載，而麥卡納姆輪只是用來起到驅(qū)動(dòng)作用，并不主要承載負(fù)重。這樣既可以發(fā)揮麥卡納姆輪全向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向空間小的優(yōu)點(diǎn)，又可以減少麥卡納姆輪的磨損。

技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于：由車架、氣墊單元、空氣彈簧、擺臂式懸架、麥卡納姆輪和電磁鐵組成；車架分為前架、中架和后架，前架、中架和后架上部通過上部支承板連接；在前架和后架下部安裝有氣墊單元；在中架下部安裝有電磁鐵；在前架與中架之間和后架與中架之間，分別安裝有一組擺臂式懸架；所述擺臂式懸架由擺臂、上鉸鏈、下鉸鏈、車橋、彈簧減震器、電機(jī)、減速器和輪轂連接法蘭組成；擺臂上部通過空氣彈簧與車架的上部支承板連接，擺臂側(cè)面與前架后側(cè)面或后架前側(cè)面通過鉸鏈連接；擺臂下部與上鉸鏈固定連接，下鉸鏈與車橋固定連接，上鉸鏈與下鉸鏈鉸接；擺臂兩端下部與車橋兩端上部分別通過彈簧減震器連接；車橋兩端分別固定有輪轂連接法蘭，輪轂連接法蘭外側(cè)與麥卡納姆輪連接，輪轂連接法蘭內(nèi)側(cè)依次與減速器、電機(jī)連接。

有益效果

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，在移動(dòng)過程中，整個(gè)移動(dòng)平臺(tái)及其負(fù)載重量由氣墊單元來承載，而麥卡納姆輪只是用來起到驅(qū)動(dòng)作用，并不主要承載負(fù)重。這樣既可以發(fā)揮麥卡納姆輪全向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向空間小的優(yōu)點(diǎn)，又可以減少麥卡納姆輪的磨損。移動(dòng)到指定位置之后，可以通過底部的電磁鐵與地面預(yù)設(shè)的鋼板吸附，整個(gè)平臺(tái)固定穩(wěn)固可靠。

附圖說明

圖1：基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的底視圖；

圖3：車架示意圖；

圖4：擺臂式懸架的側(cè)視圖；

圖5：擺臂式懸架的前視圖；

其中：1、車架；2、氣墊單元；3、空氣彈簧；4、擺臂式懸架；5、麥卡納姆輪；6、電磁鐵；7、前架；8、中架；9、后架；10、上部支承板；11、擺臂；12、上鉸鏈；13、下鉸鏈；14、車橋；15、彈簧減震器；16、電機(jī)；17、減速器；18、輪轂連接法蘭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明：

參照附圖1，本實(shí)施例中的基于氣墊和麥卡納姆輪的移動(dòng)平臺(tái)由車架1、氣墊單元2、空氣彈簧3、擺臂式懸架4、麥卡納姆輪5和電磁鐵6組成。整體結(jié)構(gòu)前后對(duì)稱、左右對(duì)稱。參照附圖3所述車架分為前架7、中架8和后架9，前架、中架和后架的上部通過上部支承板10連接。

所述的氣墊單元2有四個(gè)，與車架固定連接，分別安裝在車架的前架及后架底部的兩側(cè)。所述的電磁鐵6均勻的安裝在中架底部。

在前架與中架之間和后架與中架之間，分別安裝有一組擺臂式懸架。參照附圖4和附圖5，所述擺臂式懸架由擺臂11、上鉸鏈12、下鉸鏈13、車橋14、彈簧減震器15、電機(jī)16、減速器17和輪轂連接法蘭18組成。擺臂上部兩端分別通過空氣彈簧與車架的上部支承板連接，通過空氣彈簧的伸縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)擺臂式懸架擺動(dòng)；擺臂側(cè)面與前架后側(cè)面或后架前側(cè)面通過鉸鏈連接。擺臂下部與上鉸鏈焊接，下鉸鏈與車橋焊接，上鉸鏈與下鉸鏈鉸接；擺臂兩端下部與車橋兩端上部分別通過彈簧減震器連接，彈簧減震器兩端分別與擺臂和車橋鉸接；車橋兩端分別焊接有輪轂連接法蘭，輪轂連接法蘭外側(cè)與麥卡納姆輪連接，輪轂連接法蘭內(nèi)側(cè)依次與減速器、電機(jī)連接。

氣墊模塊分布在車體下方四個(gè)角上，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中，車體及負(fù)載重量主要由氣墊模塊承受，通過調(diào)節(jié)空氣彈簧的伸縮量，麥卡納姆輪接觸地面，為移動(dòng)平臺(tái)提供驅(qū)動(dòng)力。這樣移動(dòng)平臺(tái)的可以有很大的負(fù)載能力，由于氣墊的作用下，所需要的驅(qū)動(dòng)力又比較小，麥卡納姆輪的磨損比較小。彈簧減震器可以保證平臺(tái)在移動(dòng)過程中四個(gè)車輪同時(shí)著地，且具有一定的緩沖減震作用。當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)到指定位置之后，控制空氣彈簧收縮，麥卡納姆輪脫離地面，隨后氣墊模塊停止工作，中架底部安裝的電磁鐵與地面預(yù)設(shè)的鋼板吸附，將移動(dòng)平臺(tái)固定在指定地面，這樣整個(gè)平臺(tái)固定穩(wěn)固、可靠。