[發(fā)明專利]一種可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710014242.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106853843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陰賀生;張秋菊;寧萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D9/00
• 分類號(hào): B62D9/00;B62D5/04;B62D3/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,全方位移動(dòng)技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注，并且越來(lái)越多的場(chǎng)合需要靈活的運(yùn)輸設(shè)備,比如工廠中的自動(dòng)運(yùn)輸車,機(jī)場(chǎng)中的行李運(yùn)送車,殘疾人自動(dòng)輪椅等都需要較靈活的運(yùn)輸設(shè)備。全方位移動(dòng)是指在平面上實(shí)現(xiàn)前后、左右和繞自身旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),日常生活中的汽車由于不具有繞自身旋轉(zhuǎn)這個(gè)自由度,因此不是全方位移動(dòng),汽車側(cè)方位停車就比較麻煩。

傳統(tǒng)全方位輪大致為以下幾種牛眼輪、連續(xù)切換輪、偏心輪、球形輪和麥克納姆輪等全方位輪,大部分都是使用輪體的全方位輪。但是以上全方位輪存在以下一些問(wèn)題，1、力學(xué)性能差,傳統(tǒng)全方位輪的缺點(diǎn)是靠自身輪子與底面間產(chǎn)生的摩擦力強(qiáng)行移動(dòng),輪體的輪軸容易發(fā)生失效,從而導(dǎo)致應(yīng)用受限,承載能力差。而且麥克納姆輪由于自身結(jié)構(gòu)的原因，移動(dòng)平臺(tái)在移動(dòng)時(shí)震動(dòng)比較大，噪音大，這都會(huì)造成不利的影響。2、在越障性能上,傳統(tǒng)全方位輪的輪體的越障能力一直受限制,主要是因?yàn)楸粍?dòng)輪的直徑過(guò)小,在很小的障礙上被動(dòng)方可能被卡住,比如麥克納姆輪,其采用的是輪體結(jié)構(gòu),麥克納姆輪在重載方面和被動(dòng)方向越障能力都較差,這些是傳統(tǒng)全方位輪的瓶頸,也限制全方位輪在一些特殊用途方向的發(fā)展。3、傳統(tǒng)全方位輪控制較復(fù)雜,主要原因是輪體受力分立,移動(dòng)平臺(tái)在完成一個(gè)動(dòng)作時(shí)需要各個(gè)輪體之間相互配合，造成控制算法比較復(fù)雜且穩(wěn)定性較差。雖然部分科研院所已經(jīng)研制出輪式結(jié)構(gòu)的全方位移動(dòng)平臺(tái)，但是每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都需要一個(gè)轉(zhuǎn)角電機(jī)來(lái)控制轉(zhuǎn)向，電機(jī)數(shù)目多，使得控制更加復(fù)雜，難以保證準(zhǔn)確度，動(dòng)作一致性較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有全方位移動(dòng)平臺(tái)中存在的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度不高、反應(yīng)速度不夠迅速、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差、越障性能差、結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種依靠轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)向的新型全方位移動(dòng)平臺(tái)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)，包括移動(dòng)平臺(tái)框架、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)輪。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置位于移動(dòng)平臺(tái)框架內(nèi)部，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括螺旋齒輪傳動(dòng)系、錐齒輪傳動(dòng)系、齒輪齒條傳動(dòng)系、導(dǎo)軌滑塊等，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都自帶伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置利用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力使驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)，二者相互配合實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)的全方位移動(dòng)。

上述可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)，移動(dòng)平臺(tái)框架由型材通過(guò)梯形螺栓、角件連接而成，平臺(tái)框架分為兩層，上層用來(lái)載重，下層用來(lái)安裝轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

上述可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置包括步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)支撐板、減速器，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在移動(dòng)平臺(tái)框架下層。

上述可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由螺旋齒輪傳動(dòng)系、錐齒輪傳動(dòng)系、齒輪齒條傳動(dòng)系、滑軌組件、轉(zhuǎn)向軸組成，最大可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪的0°至90°轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋齒輪傳動(dòng)系包括主動(dòng)螺旋齒輪、從動(dòng)螺旋齒輪、空間交錯(cuò)軸，交錯(cuò)軸一共包含有兩根軸，異面垂直安裝，兩個(gè)螺旋齒輪分別安裝在兩根交錯(cuò)軸上。錐齒輪傳動(dòng)系包括主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、直交軸，錐齒輪安裝在兩根直交軸上，配合傳動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)共含有兩組錐齒輪傳動(dòng)組件，分別安裝在移動(dòng)平臺(tái)前后兩側(cè)，齒輪齒條傳動(dòng)組件包括主動(dòng)直齒輪、從動(dòng)直齒輪、齒條、齒條支撐板，移動(dòng)平臺(tái)共含有兩組齒輪齒條傳動(dòng)組件，分別安裝在移動(dòng)平臺(tái)前后兩側(cè)，滑軌組件包括直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支板、支撐架。

上述可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的全方位移動(dòng)平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)輪包括輪腿、伺服電機(jī)、減速器、輪體。輪腿主要由鋼板、長(zhǎng)方體鋼塊通過(guò)螺栓連接而成，其內(nèi)部為空腔，伺服電機(jī)安裝在輪腿內(nèi)部，減速器安裝在伺服電機(jī)上，輪體由鋼鐵輪轂與實(shí)心橡膠組成，安裝在減速器的輸出軸上。