[發明專利]一種可實現同步轉向的全方位移動平臺

在審

• 申請號: 201710014242.X
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106853843A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 陰賀生;張秋菊;寧萌
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B62D9/00
• 分類號: B62D9/00;B62D5/04;B62D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能機器人技術領域，尤其涉及一種可實現同步轉向的全方位移動平臺。

背景技術

隨著科學技術的迅速發展,全方位移動技術受到人們的廣泛關注，并且越來越多的場合需要靈活的運輸設備,比如工廠中的自動運輸車,機場中的行李運送車,殘疾人自動輪椅等都需要較靈活的運輸設備。全方位移動是指在平面上實現前后、左右和繞自身旋轉三個自由度的運動,日常生活中的汽車由于不具有繞自身旋轉這個自由度,因此不是全方位移動,汽車側方位停車就比較麻煩。

傳統全方位輪大致為以下幾種牛眼輪、連續切換輪、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題，1、力學性能差,傳統全方位輪的缺點是靠自身輪子與底面間產生的摩擦力強行移動,輪體的輪軸容易發生失效,從而導致應用受限,承載能力差。而且麥克納姆輪由于自身結構的原因，移動平臺在移動時震動比較大，噪音大，這都會造成不利的影響。2、在越障性能上,傳統全方位輪的輪體的越障能力一直受限制,主要是因為被動輪的直徑過小,在很小的障礙上被動方可能被卡住,比如麥克納姆輪,其采用的是輪體結構,麥克納姆輪在重載方面和被動方向越障能力都較差,這些是傳統全方位輪的瓶頸,也限制全方位輪在一些特殊用途方向的發展。3、傳統全方位輪控制較復雜,主要原因是輪體受力分立,移動平臺在完成一個動作時需要各個輪體之間相互配合，造成控制算法比較復雜且穩定性較差。雖然部分科研院所已經研制出輪式結構的全方位移動平臺，但是每個驅動輪都需要一個轉角電機來控制轉向，電機數目多，使得控制更加復雜，難以保證準確度，動作一致性較差。

發明內容

為了克服現有全方位移動平臺中存在的平臺運動精度不高、反應速度不夠迅速、運動穩定性差、越障性能差、結構不合理等問題，本發明提供了一種依靠轉向機構即可實現一個步進電機帶動四個驅動輪同步轉向的新型全方位移動平臺。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可實現同步轉向的全方位移動平臺，包括移動平臺框架、轉向驅動裝置、轉向機構、驅動輪。轉向驅動裝置位于移動平臺框架內部，轉向機構包括螺旋齒輪傳動系、錐齒輪傳動系、齒輪齒條傳動系、導軌滑塊等，每個驅動輪都自帶伺服電機，轉向驅動裝置利用一個步進電機通過轉向機構傳遞動力使驅動輪旋轉，驅動輪帶動平臺移動，二者相互配合實現移動平臺的全方位移動。

上述可實現同步轉向的全方位移動平臺，移動平臺框架由型材通過梯形螺栓、角件連接而成，平臺框架分為兩層，上層用來載重，下層用來安裝轉向機構。

上述可實現同步轉向的全方位移動平臺，轉向機構驅動裝置包括步進電機、電機支撐板、減速器，驅動裝置安裝在移動平臺框架下層。

上述可實現同步轉向的全方位移動平臺，轉向機構由螺旋齒輪傳動系、錐齒輪傳動系、齒輪齒條傳動系、滑軌組件、轉向軸組成，最大可以實現驅動輪的0°至90°轉動，螺旋齒輪傳動系包括主動螺旋齒輪、從動螺旋齒輪、空間交錯軸，交錯軸一共包含有兩根軸，異面垂直安裝，兩個螺旋齒輪分別安裝在兩根交錯軸上。錐齒輪傳動系包括主動錐齒輪、從動錐齒輪、直交軸，錐齒輪安裝在兩根直交軸上，配合傳動，移動平臺共含有兩組錐齒輪傳動組件，分別安裝在移動平臺前后兩側，齒輪齒條傳動組件包括主動直齒輪、從動直齒輪、齒條、齒條支撐板，移動平臺共含有兩組齒輪齒條傳動組件，分別安裝在移動平臺前后兩側，滑軌組件包括直線導軌、導軌支板、支撐架。

上述可實現同步轉向的全方位移動平臺，驅動輪包括輪腿、伺服電機、減速器、輪體。輪腿主要由鋼板、長方體鋼塊通過螺栓連接而成，其內部為空腔，伺服電機安裝在輪腿內部，減速器安裝在伺服電機上，輪體由鋼鐵輪轂與實心橡膠組成，安裝在減速器的輸出軸上。