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全向輪、包括全向輪的機器人移動平臺及移動機器人的制作方法

文檔序號:12227588閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種全向輪,其特征在于,包括:

全向輪軸(8),用于將所述全向輪進行外部連接;

支架(9),用于在所述全向輪內(nèi)部進行剛性支承,連接于所述全向輪軸(8);

第一輪組(1),所述第一輪組(1)通過支架(9)連接于所述全向輪軸(8),包括分別對稱設(shè)置于所述支架(9)兩側(cè)的兩個半球形滾輪(101);

第二輪組(2),所述第二輪組包括分別對稱設(shè)置于所述第一輪組(1)的半球形滾輪(101)頂端的兩個第二滾輪,且通過所述支架(9)連接于所述全向輪軸(8);

第三輪組(3),所述第三輪組包括相對于所述第一輪組(1)對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)軸(4)分別對稱設(shè)置于所述支架(9)的兩側(cè)的兩個第三滾輪,且通過所述支架(9)連接于所述全向輪軸(8);

其中,所述全向輪軸(8)、所述第一轉(zhuǎn)軸(4)及所述第二滾輪對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)軸(5)彼此垂直。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述第一轉(zhuǎn)軸(4)、所述第二轉(zhuǎn)軸(5)和所述第三滾輪對應(yīng)的第三轉(zhuǎn)軸(6)共面設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全向輪,其特征在于,在所述第一轉(zhuǎn)軸(4)、所述第二轉(zhuǎn)軸(5)、所述第三轉(zhuǎn)軸(6)所在的平面上,所述第一輪組(1)、所述第二輪組(2)和所述第三輪組(3)的外輪廓組合形成圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全向輪,其特征在于,所述第一轉(zhuǎn)軸(4)平行于所述第三轉(zhuǎn)軸(6)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述第二滾輪、所述第三滾輪均為紡錘形,且所述第二滾輪、所述第三滾輪對應(yīng)的弧度分別與所述半球形滾輪(101)對應(yīng)的弧度一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述第一輪組(1)、所述第二輪組(2)和所述第三輪組(3)分別通過軸承連接于所述支架(9)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述半球形滾輪(101)、所述第二滾輪和所述第三滾輪的至少其中之一的外表面由橡膠、硅膠或尼龍制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述半球形滾輪(101)的頂端形成端面(103),所述第二滾輪設(shè)置于所述端面(103)處。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪,其特征在于,所述半球形滾輪(101)能夠繞所述第一轉(zhuǎn)軸(4)轉(zhuǎn)動,所述第二滾輪能夠繞所述第二轉(zhuǎn)軸(5)轉(zhuǎn)動,所述第三滾輪能夠繞所述第三滾輪對應(yīng)的第三轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動。

10.一種機器人移動平臺,其特征在于,包括底盤和設(shè)置于所述底盤的至少三個根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的全向輪。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機器人移動平臺,其特征在于,所述全向輪的個數(shù)為三個,且三個全向輪均布于所述底盤的底部。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機器人移動平臺,其特征在于,每個全向輪分別連接至一臺驅(qū)動裝置,所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述全向輪的全向輪軸(8),從而帶動全向輪進行轉(zhuǎn)動。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的機器人移動平臺,其特征在于,還包括:

計算模塊,用于基于所述機器人移動平臺的當(dāng)前位置和姿態(tài)以及目標(biāo)位置和姿態(tài)計算目標(biāo)運動矢量;

控制模塊,用于根據(jù)所述目標(biāo)運動矢量分別控制每臺驅(qū)動裝置進行驅(qū)動。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機器人移動平臺,其特征在于,通過以下公式計算所述目標(biāo)運動矢量:

其中,表示所述目標(biāo)運動矢量,xt、yt分別表示所述機器人移動平臺的目標(biāo)位置的水平x坐標(biāo)和y坐標(biāo),θt表示所述機器人移動平臺的繞豎直方向的目標(biāo)角度,x0、y0分別表示所述機器人移動平臺的當(dāng)前位置的水平x坐標(biāo)和y坐標(biāo),θ0表示所述機器人移動平臺的繞豎直方向的當(dāng)前角度。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機器人移動平臺,其特征在于,所述控制模塊根據(jù)所述目標(biāo)運動矢量分別控制每臺驅(qū)動裝置進行驅(qū)動時,將所述目標(biāo)運動矢量轉(zhuǎn)化為每臺驅(qū)動裝置對應(yīng)的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動方向。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機器人移動平臺,其特征在于,所述控制模塊根據(jù)所述目標(biāo)運動矢量分別控制每臺驅(qū)動裝置進行驅(qū)動時,通過所述驅(qū)動裝置分別驅(qū)動兩個全向輪相向或相背滾動,根據(jù)兩個全向輪的滾動速度產(chǎn)生的受力差異控制所述機器人移動平臺進行所述兩個全向輪對應(yīng)方向上的水平移動,通過所述驅(qū)動裝置分別驅(qū)動三個全向輪同向滾動進行繞所述機器人移動平臺的軸線的轉(zhuǎn)動。

17.一種移動機器人,其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求10-16中任一項所述的機器人移動平臺。

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