一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，包括有輪轂電機(jī)，輪架，中空軸等。輪轂電機(jī)上安裝有輪架，輪架上安裝有中空軸，所述中空軸內(nèi)部中空用于電機(jī)走線；所述的中空軸上同軸安裝有下法蘭盤，下法蘭盤上同軸安裝有軸承座，軸承座內(nèi)部同軸安裝了兩個(gè)角接觸軸承；所述下法蘭盤上以中空軸為中心均布安裝有3根光軸，3根光軸貫穿中法蘭盤，并與上法蘭盤固定；所述軸承座外邊緣同軸安裝有彈簧，彈簧的一端嵌在中法蘭盤的下面，一端頂在下法蘭盤的上面；所述上法蘭盤上安裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括：蝸輪蝸桿減速箱、步進(jìn)電機(jī)、光電編碼器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，安裝快速方便，驅(qū)動(dòng)輪整體在水平方向上可大范圍旋轉(zhuǎn)，實(shí)用性能好。
【專利說(shuō)明】
一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，這種獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)緊湊小巧、運(yùn)動(dòng)靈活、應(yīng)用范圍廣，適用于機(jī)動(dòng)性要求較高的移動(dòng)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪是機(jī)器人的一個(gè)組成部分，也是機(jī)器人的動(dòng)力裝置。適用于野外重卡、懸架汽車、軍用裝甲車等。獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪一般由行進(jìn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)控制器組成，它結(jié)合機(jī)械傳動(dòng)、控制技術(shù)同時(shí)也兼顧車整體的平穩(wěn)性?，F(xiàn)有技術(shù)中的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪雖然能滿足基本要求，但是由于其體積和結(jié)構(gòu)上的缺陷，不太方便用于野外等特殊作業(yè)場(chǎng)所，且普遍存在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍不大、不夠小巧靈活、平穩(wěn)性差等缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪。其一，使用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊美觀，安裝快速方便;其二，中空軸201的設(shè)計(jì)使得走線空間大，避免驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向過(guò)程中線的纏繞;其三，減震機(jī)構(gòu)3的設(shè)計(jì)，不僅使得四個(gè)輪子共面，同時(shí)輪子在行進(jìn)過(guò)程中也克服了在不平路面;其四，該驅(qū)動(dòng)輪可以在水平方向大范圍運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)光電編碼器403的反饋極大地提高了旋轉(zhuǎn)角度的精確性。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案為:
[0005]—種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，包括有行進(jìn)機(jī)構(gòu)、受力支撐機(jī)構(gòu)、減震機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu);行進(jìn)機(jī)構(gòu)用于輪轂運(yùn)轉(zhuǎn)行進(jìn);受力支撐機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)輪對(duì)車身的支撐作用；減震機(jī)構(gòu)用于保持機(jī)器人的四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在同一個(gè)平面內(nèi)，并且使得機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中可以克服不平路面;轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)輪的水平轉(zhuǎn)向；所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)由輪轂電機(jī)和輪架組成；所述受力支撐機(jī)構(gòu)包括:中空軸、下法蘭盤、下角接觸軸承、軸套、上角接觸軸承、軸承座、上法蘭盤；中空軸固定于輪架上，中空軸內(nèi)部中空用于輪轂電機(jī)走線，避免轉(zhuǎn)向過(guò)程中線的纏繞;下法蘭盤與中空軸同軸套在中空軸上;軸承座與中空軸同軸套在中空軸上，并且軸承座固定在下法蘭盤上;軸承座內(nèi)部同軸套有下角接觸軸承;下角接觸軸承上同軸套有軸套；軸套上同軸套有上角接觸軸承;上角接觸軸承上面與軸承座相接觸;所述減震機(jī)構(gòu)包括:減震彈簧、光軸、直線軸承、中法蘭盤;減震彈簧與軸承座同軸，并且套在軸承座的外邊緣;三根光軸以中空軸為中心，均布在減震彈簧的外邊緣，光軸的下端固定在下法蘭盤上，光軸的上端固定在上法蘭盤上；中法蘭盤同軸套在軸承座上，并且光軸貫穿過(guò)中法蘭盤，中法蘭盤下面開(kāi)有圓槽，用于嵌入減震彈簧的上端;光軸上套有直線軸承，直線軸承固定在中法蘭盤上;所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括:蝸輪蝸桿、步進(jìn)電機(jī)、光電編碼器;蝸輪蝸桿減速箱上法蘭盤上;步進(jìn)電機(jī)固定在蝸輪蝸桿減速箱上;光電編碼器固定在步進(jìn)電機(jī)末端。
[0006]其中，該獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪是采用模塊化設(shè)計(jì)，屬于移動(dòng)機(jī)器人的一部分，驅(qū)動(dòng)輪的中法蘭盤上開(kāi)有6個(gè)螺紋孔，方便與機(jī)器人箱體的連接，獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪在不平路面上通過(guò)減震彈簧(301)進(jìn)行減震，保證機(jī)器人整體的平穩(wěn)性。
[0007]其中，獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪在水平方向運(yùn)轉(zhuǎn)角度范圍為-180度?+180度，以水平正前方為O度，其轉(zhuǎn)向角度是依靠光電編碼器的反饋來(lái)進(jìn)行精確控制的，且該獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作為遠(yuǎn)程遙控完成。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)改進(jìn)簡(jiǎn)單，是通過(guò)結(jié)合電動(dòng)車輪轂電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的精確轉(zhuǎn)向的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出的巡檢機(jī)器人用的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，該獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的特點(diǎn)包括:其一，獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪采用模塊化設(shè)計(jì)，屬于移動(dòng)機(jī)器人的一部分，安裝快速方便，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊美觀;其二，中空軸201的設(shè)計(jì)使得走線空間大，避免驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向過(guò)程中線的纏繞;其三，減震機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅使得四個(gè)輪子共面，同時(shí)輪子在行進(jìn)過(guò)程中也克服了在不平路面；其四，該驅(qū)動(dòng)輪可以在水平方向大范圍運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)光電編碼器的反饋極大地提高了旋轉(zhuǎn)角度的精確性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖；
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0013]參見(jiàn)圖1、圖2，一種移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，包括有行進(jìn)機(jī)構(gòu)1、受力支撐機(jī)構(gòu)2、減震機(jī)構(gòu)3、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4 ；
[0014]所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)I由輪轂電機(jī)101和輪架102組成;所述受力支撐機(jī)構(gòu)2包括:中空軸
201、下法蘭盤202、下角接觸軸承203、軸套204、上角接觸軸承205、軸承座206、上法蘭盤207;所述減震機(jī)構(gòu)3包括:減震彈簧301、光軸302、直線軸承303、中法蘭盤304;減震彈簧301與軸承座206同軸，并且套在軸承座的外邊緣;所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4包括:蝸輪蝸桿減速箱401、步進(jìn)電機(jī)402、光電編碼器403。
[0015]各組成部件之間的連接關(guān)系如下所述:輪轂電機(jī)101和輪架102用螺母和懸掛貼片固定，中空軸201與輪架102用螺栓和螺母固定，將下法蘭盤202與中空軸201同軸套在中空軸201上。軸承座206與下法蘭盤202同軸套在中空軸201上，并且軸承座206與下法蘭盤202用螺栓固定，軸承座206內(nèi)部同軸套有下角接觸軸承203，下角接觸軸承203上同軸套有軸套204，軸套204上同軸套有上角接觸軸承205，上角接觸軸承205上面與軸承座206內(nèi)側(cè)面相接觸。三根光軸302以中空軸201為中心，均布在減震彈簧301的外邊緣，光軸302的下端固定在下法蘭盤202上，光軸302的上端固定在上法蘭盤207上；中法蘭盤304同軸套在軸承座206上，并且光軸302貫穿過(guò)中法蘭盤304，中法蘭盤304下面開(kāi)有圓槽，用于嵌入減震彈簧301上端的，光軸302上套有直線軸承303，直線軸承303固定在中法蘭盤304上。蝸輪蝸桿減速箱401固定在上法蘭盤207上，步進(jìn)電機(jī)402固定在蝸輪蝸桿減速箱401上，光電編碼器403固定在步進(jìn)電機(jī)402末端。
[0016]獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪受力減震過(guò)程描述:中法蘭盤304上開(kāi)有6個(gè)螺孔，用于固定機(jī)器人箱體。加上機(jī)器人箱體之后或遇不平路面，彈簧就會(huì)受力壓縮，從而達(dá)到受力減震的效CJI
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于:包括行進(jìn)機(jī)構(gòu)(I)、受力支撐機(jī)構(gòu)(2)、減震機(jī)構(gòu)(3)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(4);行進(jìn)機(jī)構(gòu)(I)用于輪轂運(yùn)轉(zhuǎn)行進(jìn);受力支撐機(jī)構(gòu)(2)用于驅(qū)動(dòng)輪對(duì)車身的支撐作用;減震機(jī)構(gòu)(3)用于保持機(jī)器人的四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在同一個(gè)平面內(nèi)，并且使得機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中可以克服不平路面;轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(4)用于驅(qū)動(dòng)輪的水平轉(zhuǎn)向；所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)(I)由輪轂電機(jī)(101)和輪架(102)組成;所述受力支撐機(jī)構(gòu)(2)包括:中空軸(201)、下法蘭盤(202)、下角接觸軸承(203)、軸套(204)、上角接觸軸承(205)、軸承座(206)、上法蘭盤(207);中空軸(201)固定于輪架(102)上，中空軸(201)內(nèi)部中空用于輪轂電機(jī)(101)走線，避免轉(zhuǎn)向過(guò)程中線的纏繞;下法蘭盤(202)與中空軸(201)同軸套在中空軸(201)上;軸承座(206)與中空軸(201)同軸套在中空軸(201)上，并且軸承座(206)固定在下法蘭盤(202)上;軸承座(206)內(nèi)部同軸套有下角接觸軸承(203);下角接觸軸承(203)上同軸套有軸套(204);軸套(204)上同軸套有上角接觸軸承(205);上角接觸軸承(205)上面與軸承座(206)相接觸;所述減震機(jī)構(gòu)(3)包括:減震彈簧(301)、光軸(302)、直線軸承(303)、中法蘭盤(304);減震彈簧(301)與軸承座(206)同軸，并且套在軸承座的外邊緣;三根光軸(302)以中空軸(201)為中心，均布在減震彈簧(301)的外邊緣，光軸(302)的下端固定在下法蘭盤(202)上，光軸(302)的上端固定在上法蘭盤(207)上；中法蘭盤(304)同軸套在軸承座(206)上，并且光軸(302)貫穿過(guò)中法蘭盤(304)，中法蘭盤(304)下面開(kāi)有圓槽，用于嵌入減震彈簧(301)的上端;光軸(302)上套有直線軸承(303)，直線軸承(303)固定在中法蘭盤(304)上；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(4)包括:蝸輪蝸桿減速箱(401)、步進(jìn)電機(jī)(402)、光電編碼器(403);蝸輪蝸桿減速箱(401)固定在上法蘭盤(207)上;步進(jìn)電機(jī)(402)固定在蝸輪蝸桿減速箱(401)上;光電編碼器(403)固定在步進(jìn)電機(jī)(402)末端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于:該獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪是采用模塊化設(shè)計(jì)，屬于移動(dòng)機(jī)器人的一部分，驅(qū)動(dòng)輪的中法蘭盤(304)上開(kāi)有6個(gè)螺紋孔，方便與機(jī)器人箱體的連接，獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪在不平路面上通過(guò)減震彈簧(301)進(jìn)行減震，保證機(jī)器人整體的平穩(wěn)性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于移動(dòng)機(jī)器人的獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于:獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪在水平方向運(yùn)轉(zhuǎn)角度范圍為-180度?+180度，以水平正前方為O度，其轉(zhuǎn)向角度是依靠光電編碼器的反饋來(lái)進(jìn)行精確控制的，且該獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作為遠(yuǎn)程遙控完成。
【文檔編號(hào)】B60G3/01GK205468359SQ201620042772
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月15日
【發(fā)明人】劉方, 李國(guó)麗, 華飛, 許家紫
【申請(qǐng)人】安徽大學(xué)