[發明專利]一種用于移動機器人的獨立轉向驅動輪

有效

• 申請號: 201610029768.0
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105691131B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 劉方;李國麗;華飛;許家紫
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: B60G3/01
• 分類號: B60G3/01;B60K7/00;B62D5/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明涉及移動機器人領域，具體涉及一種用于移動機器人的獨立轉向驅動輪，這種獨立轉向驅動輪的結構緊湊小巧、運動靈活、應用范圍廣，適用于機動性要求較高的移動機器人。

背景技術

獨立轉向驅動輪是機器人的一個組成部分，也是機器人的動力裝置。適用于野外重卡、懸架汽車、軍用裝甲車等。獨立驅動輪一般由行進機構、轉向機構以及現場控制器組成，它結合機械傳動、控制技術同時也兼顧車整體的平穩性。現有技術中的獨立轉向驅動輪雖然能滿足基本要求，但是由于其體積和結構上的缺陷，不太方便用于野外等特殊作業場所，且普遍存在轉動范圍不大、不夠小巧靈活、平穩性差等缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于移動機器人的獨立轉向驅動輪。其一，使用輪轂電機驅動，使得整體結構緊湊美觀，安裝快速方便；其二，中空軸201的設計使得走線空間大，避免驅動輪轉向過程中線的纏繞；其三，減震機構3的設計，不僅使得四個輪子共面，同時輪子在行進過程中也克服了在不平路面；其四，該驅動輪可以在水平方向大范圍運轉，通過光電編碼器403的反饋極大地提高了旋轉角度的精確性。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術解決方案為：

一種用于移動機器人的獨立轉向驅動輪，包括有行進機構、受力支撐機構、減震機構和轉向機構；行進機構用于輪轂運轉行進；受力支撐機構用于驅動輪對車身的支撐作用；減震機構用于保持機器人的四個驅動輪在同一個平面內，并且使得機器人在行進過程中可以克服不平路面；轉向機構用于驅動輪的水平轉向；所述行進機構由輪轂電機和輪架組成；所述受力支撐機構包括：中空軸、下法蘭盤、下角接觸軸承、軸套、上角接觸軸承、軸承座、上法蘭盤；中空軸固定于輪架上，中空軸內部中空用于輪轂電機走線，避免轉向過程中線的纏繞；下法蘭盤與中空軸同軸套在中空軸上；軸承座與中空軸同軸套在中空軸上，并且軸承座固定在下法蘭盤上；軸承座內部同軸套有下角接觸軸承；下角接觸軸承上同軸套有軸套；軸套上同軸套有上角接觸軸承；上角接觸軸承上面與軸承座相接觸；所述減震機構包括：減震彈簧、光軸、直線軸承、中法蘭盤；減震彈簧與軸承座同軸，并且套在軸承座的外邊緣；三根光軸以中空軸為中心，均布在減震彈簧的外邊緣，光軸的下端固定在下法蘭盤上，光軸的上端固定在上法蘭盤上；中法蘭盤同軸套在軸承座上，并且光軸貫穿過中法蘭盤，中法蘭盤下面開有圓槽，用于嵌入減震彈簧的上端；光軸上套有直線軸承，直線軸承固定在中法蘭盤上；所述轉向機構包括：蝸輪蝸桿、步進電機、光電編碼器；蝸輪蝸桿減速箱上法蘭盤上；步進電機固定在蝸輪蝸桿減速箱上；光電編碼器固定在步進電機末端。

其中，該獨立轉向驅動輪是采用模塊化設計，屬于移動機器人的一部分，驅動輪的中法蘭盤上開有6個螺紋孔，方便與機器人箱體的連接，獨立轉向驅動輪在不平路面上通過減震彈簧進行減震，保證機器人整體的平穩性。

其中，獨立轉向驅動輪在水平方向運轉角度范圍為-180度～+180度，以水平正前方為0度，其轉向角度是依靠光電編碼器的反饋來進行精確控制的，且該獨立轉向驅動輪的旋轉動作為遠程遙控完成。

本發明與現有技術相比的優點是：

本發明結構改進簡單，是通過結合電動車輪轂電機和步進電機的精確轉向的特點設計出的巡檢機器人用的獨立轉向驅動輪，該獨立轉向驅動輪的特點包括：其一，獨立轉向驅動輪采用模塊化設計，屬于移動機器人的一部分，安裝快速方便，體積小，結構緊湊美觀；其二，中空軸201的設計使得走線空間大，避免驅動輪轉向過程中線的纏繞；其三，減震機構的設計，不僅使得四個輪子共面，同時輪子在行進過程中也克服了在不平路面；其四，該驅動輪可以在水平方向大范圍運轉，通過光電編碼器的反饋極大地提高了旋轉角度的精確性。

附圖說明

圖1為本發明結構軸測圖；

圖2為本發明結構剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式進一步說明本發明。

參見圖1、圖2，一種移動機器人的獨立轉向驅動輪，包括有行進機構1、受力支撐機構2、減震機構3、轉向機構4；