[發明專利]基于四腿低矮的水平對接裝配六自由度并聯調姿平臺

有效

• 申請號: 201911002456.0
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110712694B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 周玉林;劉毅;邱雪松;李勝明
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B62D63/02
• 分類號: B62D63/02;B60G17/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種基于四腿低矮的水平對接裝配六自由度并聯調姿平臺，其特征在于：其包括控制單元、車體、工作臺以及驅動機構，所述車體包括車體框架以及設置在所述車體框架外部的外殼，所述工作臺設置在所述車體的上表面，所述驅動機構包括四條支鏈腿，每一條支鏈腿的轉盤軸承的內圈固定在車體框架的一個內側角，所述四條支鏈腿包括至少兩條三驅動支鏈腿，

當其中不同支鏈腿的轉盤軸承沿支鏈腿導軌上下升降不同確定高度時，能夠實現工作臺姿態的調節；

當四條支鏈腿的車輪同時向某個方向滾動時，能夠實現車體向某個方向移動；

當四條支鏈腿的車輪轉向與地面某一點和車輪的連線垂直時，車輪滾動能夠實現車體繞地面該某一點的轉動；

所述四條支鏈腿為四條三主動驅動支鏈腿或者所述四條支鏈腿為兩條三主動驅動支鏈腿和兩條二主動驅動支鏈腿，當四條支鏈腿為兩條三主動驅動支鏈腿和兩條二主動驅動支鏈腿時，兩條三主動驅動支鏈腿設置在車體框架的一條對角線的兩端，兩條二主動驅動支鏈腿設置在車體框架的另一條對角線的兩端；

三主動驅動支鏈腿包括第一行進單元、升降單元、行進方向控制單元和基板，二主動驅動支鏈腿包括第二行進單元、升降單元、行進方向控制單元和基板；

所述控制單元包括控制柜、兩個傾角儀、四個激光測距裝置以及四個電源單元，每一個電源單元分別連接一個驅動機構，所述控制柜分別與每一個驅動單元、傾角儀以及激光測距裝置通訊連接，兩個傾角儀分別安裝在所述車體框架內部的不同位置，激光測距裝置安裝于車體框架內部四周，能夠對四周的路況進行探測；

所述三主動驅動支鏈腿的行進單元包括第一驅動電機組、第一齒形帶輪、第二齒形帶輪、第一齒形帶、轉角儀、車輪、第一車輪軸以及軸承組件，所述軸承組件包括第一軸承、第一軸承端蓋及第一軸承座，所述第一軸承座設置在所述基板一側的下方，所述第一軸承安裝在所述第一軸承座內，所述第一軸承的內圈中安裝有第一車輪軸，所述第一軸承的外側安裝有第一軸承端蓋，

所述第一驅動電機組包括第一驅動電機、第一減速器和第一扭矩傳感器，所述第一驅動電機的輸出軸安裝有所述第一減速器，所述第一減速器的第一端安裝第一扭矩傳感器，所述第一驅動電機組的第一減速器的輸出軸上安裝有所述第一齒形帶輪，所述第一車輪軸的第一端安裝有所述第二齒形帶輪，所述第一齒形帶輪與所述第二齒形帶輪之間通過所述第一齒形帶進行傳動連接，所述第一車輪軸上固定安裝有所述車輪，且所述車輪位于多個所述第一軸承的中間，所述車輪和所述第一車輪軸第一端的第一軸承之間安裝有所述轉角儀，所述轉角儀的配置用來測第一車輪軸的轉角信號并將轉角信號反饋給所述控制單元，實現第一驅動電機組的閉環控制；

所述二主動驅動支鏈腿的行進單元包括車輪、第二車輪軸以及軸承組件，所述軸承組件包括第一軸承、第二軸承端蓋及第二軸承座，所述第二軸承座設置在所述基板一側的下方，所述第一軸承安裝在所述第二軸承座內，所述第一軸承的內圈中安裝有第二車輪軸，所述第一軸承的外側安裝有第二軸承端蓋，所述第二車輪軸上固定安裝有所述車輪，且所述車輪位于多個所述第一軸承的中間，

所述二主動驅動支鏈腿的行進單元的車輪在相鄰的三主動驅動支鏈腿的行進單元的帶動下進行從動；

所述升降單元包括第二驅動電機組、第三齒形帶輪、第四齒形帶輪、第二齒形帶、絲杠螺母組件、壓力傳感器、螺母架、兩條導軌滑塊組件、高度感應裝置、連接板以及L形板，所述絲杠螺母組件為絲杠和螺母組成的移動副，導軌滑塊組件為導軌和滑塊組成的滑動副，所述第二驅動電機組包括第二驅動電機、第二減速器和第二扭矩傳感器，所述第二驅動電機的輸出軸安裝有所述第二減速器，所述第二減速器的第一端安裝第二扭矩傳感器，所述第二扭矩傳感器通過固定板設置在所述基板第一軸承座或者第二軸承座一側，所述第二減速器的輸出軸上安裝有所述第三齒形帶輪，第三齒形帶輪和第四齒形帶輪之間通過第二齒形帶連接，所述第四齒形帶輪連接所述絲杠，兩條導軌分別固定在基板上，每一條導軌連接有多個滑塊，所述導軌與所述絲杠平行設置，滑塊與連接板固定連接，所述絲杠上安裝有螺母，所述螺母與所述螺母架固定連接，所述壓力傳感器安裝于螺母和螺母架之間，所述螺母架和連接板固定連接，所述連接板與L形板固定連接，所述L形板與行進方向控制單元的上蓋板固定連接，螺母沿絲杠軸線方向的移動以完成升降功能；

所述行進方向控制單元包括第三驅動電機組、第四驅動電機組、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、轉盤軸承、上蓋板和編碼器，所述轉盤軸承的外圈齒的第一端面與所述上蓋板固定連接，所述轉盤軸承的內圈與車體固定連接，所述第一齒輪、第二齒輪以及第三齒輪齒數和模數均相同，第三驅動電機組和第四驅動電機組分別驅動第二齒輪和第三齒輪，所述第二齒輪和第三齒輪分別與轉盤軸承外圈齒嚙合，

所述編碼器的輸出軸與第一齒輪連接，編碼器通過檢測該齒輪的轉動得到轉盤軸承外圈齒的轉角，并將測得的轉角信息反饋給控制單元，

所述第三驅動電機組和第四驅動電機組分別布置在轉盤軸承兩側，所述第三驅動電機組包括第三驅動電機、第三減速器和第三扭矩傳感器，所述第三驅動電機的輸出端安裝第三減速器，所述第三減速器的第二端安裝有所述第三扭矩傳感器，所述第三減速器的輸出軸上安裝所述第二齒輪，所述第四驅動電機組包括第四驅動電機、第四減速器和第四扭矩傳感器，所述第四驅動電機的輸出端安裝第四減速器，所述第四減速器的第二端安裝有所述第四扭矩傳感器，所述第四減速器的輸出軸上安裝所述第三齒輪。