[發(fā)明專利]基于主動動力腳輪組件的全方位移動機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911311994.8
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111055626A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪波;胡音;沈佩堯
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: B60B33/00
• 分類號: B60B33/00;B62D57/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開了基于主動動力腳輪組件的全方位移動機(jī)器人，該全方位移動機(jī)器人包括底板和主動動力腳輪組件。底板用于固定主動動力腳輪組件；主動動力腳輪組件包括滾輪、輪軸、第一輪架、第二輪架、第三輪架和第四輪架，該主動動力腳輪組件還包括驅(qū)動組件、轉(zhuǎn)向組件，驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機(jī)和驅(qū)動傳動組件，驅(qū)動電機(jī)帶動驅(qū)動傳動組件控制滾輪滾動；轉(zhuǎn)向組件包括轉(zhuǎn)向電機(jī)和轉(zhuǎn)向傳動組件，轉(zhuǎn)向電機(jī)帶動轉(zhuǎn)向傳動組件控制滾輪轉(zhuǎn)向。根據(jù)本發(fā)明的全方位移動機(jī)器人，有效降低了整體高度，并且提升了運(yùn)動的平穩(wěn)性，具有良好的應(yīng)用和研究前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于主動動力腳輪組件的全方位移動機(jī)器人，涉及移動機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

伴隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，移動機(jī)器人逐漸在電商物流、家庭服務(wù)、醫(yī)療護(hù)理和軍事等領(lǐng)域得到應(yīng)用。在貨物較多、通道狹窄的倉庫等工作空間有限、對機(jī)器人運(yùn)動能力要求高的應(yīng)用環(huán)境中，傳統(tǒng)的差分式驅(qū)動移動機(jī)器人難以滿足要求，而全方位移動機(jī)器人理論上能夠在任意時(shí)刻向平面內(nèi)任何方向運(yùn)動，因而具有極大的應(yīng)用和研究價(jià)值。

全方位移動機(jī)器人主要由主動動力腳輪或瑞典輪構(gòu)成。瑞典輪在中心輪周邊設(shè)置若干成角度的小滾輪，可以實(shí)現(xiàn)全向移動，但是瑞典輪成本高、運(yùn)動和承重效率低、且由于自身結(jié)構(gòu)在運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生震動和噪聲，因此限制了瑞典輪的應(yīng)用。而主動動力腳輪基于傳統(tǒng)滾輪，運(yùn)動連續(xù)平穩(wěn)、成本低，能夠很好的規(guī)避瑞典輪的缺點(diǎn)。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀如下所述。國內(nèi)的全方位移動機(jī)器人發(fā)明的已公開專利包括：浙江大學(xué)的一種可承載式雙臂全向移動護(hù)理機(jī)器人，其申請?zhí)枮?01810534638.1、公開號為CN 108705512A；清華大學(xué)的智能座椅機(jī)器人，其申請?zhí)枮?01611105410.8、公開號為CN106617860A；民政部一零一研究所的全方位移動機(jī)器人，其申請?zhí)枮?01910614361.8、公開號為CN 110181540A；中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的主動動力腳輪組件、全向移動平臺及其控制方法，其申請?zhí)枮?01510332303.8、公開號為CN105080149A。國外的相似的研究有KUKA機(jī)器人有限公司的一種全方位移動車輛，公開號為WO 2008/122538Al。

現(xiàn)有的全方位移動機(jī)器人主要基于瑞典輪，一些現(xiàn)有的基于主動動力腳輪的全方位移動機(jī)器人，其主動動力腳輪組件整體高度較高，不利于降低全方位移動機(jī)器人的重心，使得全方位移動機(jī)器人在加速度較大情況下容易翻覆，限制了全方位移動機(jī)器人的運(yùn)動能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于主動動力腳輪組件的全方位移動機(jī)器人，本機(jī)器人運(yùn)動平穩(wěn)、噪聲小、機(jī)器人整體高度能夠有效降低，可以滿足工作空間有限、對機(jī)器人運(yùn)動能力要求高的應(yīng)用場景。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的基于主動動力腳輪組件的全方位移動機(jī)器人，包括正三角形底板，三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的主動動力腳輪組件分別設(shè)在底板的邊角處；

每一個(gè)主動動力腳輪組件包括筒形第四輪架，在所述的第四輪架上且沿第四輪架豎直中心軸對稱的方向分別設(shè)置有平面并在該兩個(gè)平面上分別開有同水平軸線設(shè)置的第一安裝孔、第二安裝孔，在兩個(gè)對稱平面之間的中間位置處的第四輪架上設(shè)置有平面并在該平面上開有與第一安裝孔的軸線高度一致的第三安裝孔，一個(gè)驅(qū)動電機(jī)固定在第一安裝孔處的第四輪架上，所述的驅(qū)動電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與第一橫向傳動軸固定相連，在所述的第一橫向傳動軸上固定有驅(qū)動傘齒輪，所述的聯(lián)軸器和驅(qū)動傘齒輪設(shè)置在第四輪架的空腔內(nèi)，所述的第一橫向傳動軸的前端與第五固定件轉(zhuǎn)動連接，所述的第五固定件固定在第二安裝孔處，所述的第四輪架固定在底板的頂壁的邊角處；