專利名稱：適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于移動機器人的輪子，具體地說涉及一種用于移動機器人 的輪內(nèi)驅(qū)動及測量滑轉(zhuǎn)率的機構。(二) 背景技術移動機器人的輪內(nèi)驅(qū)動及測量滑轉(zhuǎn)率機構是移動機器人走行部的重要組成 部分，它能夠驅(qū)動移動機器人的移動，同時測量滑轉(zhuǎn)率。它具有結(jié)構簡單，高速 穩(wěn)定，能量利用效能高，通用性優(yōu)越。對于移動機器人而言，分為輪外驅(qū)動和輪內(nèi)驅(qū)動；因為輪外驅(qū)動通常需占用一定的機身空間，并且系統(tǒng)的相對重心較高， 而輪內(nèi)驅(qū)動，即可以節(jié)省空間，又可以降低系統(tǒng)重心，驅(qū)動能力較強，所以得到 廣泛的應用。曾經(jīng)采用的輪子現(xiàn)簡單作以下介紹剛性沙地輪由輪轂、輪輻、輪 緣固定在一起構成剛性輪，具有強度高、承載能力大等優(yōu)點，但吸振性能差。網(wǎng) 狀剛性輪輪緣由三個鈦合金環(huán)和有軸向傾角的履刺連接而成，在硬地上以點接 觸。輻條和網(wǎng)狀輪緣避免塵土積存，適合開放環(huán)境。但吸震能力差，負荷能力較 低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應用。錐體剛性輪主要由圓柱部 分接觸地面；在沙地上，圓錐部分也接觸地面。該輪能降低接地壓力，減少運動 阻力，提高牽引力。寬斷面包容剛性輪該輪具有全封閉性，結(jié)構簡單，易于安裝 調(diào)試；但輪子較寬，轉(zhuǎn)向阻力較大，機構較復雜。鼓型剛性輪輪子轉(zhuǎn)動單元包括 驅(qū)動輪和安裝于鉸接式懸架底部杠桿上的驅(qū)動鼓?，F(xiàn)在的機器人車輪系統(tǒng)存在著許多問題(1 )環(huán)境適應性差，車輪形式固定, 其通用性不能適應不同的工作環(huán)境，例如沙地和松軟的地面。(2)吸震能力差， 負荷能力較低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應用。(3)在沙地環(huán) 境中，對于同一個輪子，其牽引力和轉(zhuǎn)向阻力不能兼顧。即牽引、轉(zhuǎn)向的綜合性 能差。沒有既能驅(qū)動又能測量滑轉(zhuǎn)率的能力。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構簡單、緊湊、可靠，適用于多種環(huán)境，并能 測量滑轉(zhuǎn)率的適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的其組成包括驅(qū)動輪l、驅(qū)動輪支臂2、絞接軸3、彈簧4、從動輪支臂5、從 動輪6;驅(qū)動輪1與驅(qū)動輪支臂2—側(cè)固定連接，驅(qū)動輪支臂2的另一側(cè)與從動 輪支臂5的一側(cè)通過絞接軸3連接，彈簧4連接在彈驅(qū)動輪支臂2與從動輪支臂 5之間，從動輪支臂5與從動輪6固定連接。所述的驅(qū)動輪1的組成包括主動輪緣7、六角頭全螺紋螺栓組件8、軸承支 撐法蘭盤9、 IGUS滑動軸承IO、主動輪夾持套ll、六角頭全螺紋螺栓組件12、 兩面帶防塵蓋深溝球軸承13、電機軸套14、圓頭普通平鍵15、諧波減速機16、 電機法蘭盤17、輪臂夾持套18、軸用彈性擋圈19、電動機20、內(nèi)六角圓柱螺釘 組件21、內(nèi)六角圓柱螺釘組件22、電機夾持套23;電動機20的外殼、電機法 蘭盤17、諧波減速機16輸入剛輪及主動輪夾持套11通過內(nèi)六角圓柱螺釘組件 21和內(nèi)六角圓柱螺釘組件22分別固定連接；電機軸套14套裝固定在電動機20 的輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵15,將電動機20的扭矩傳遞到諧波減速機16 波發(fā)生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承13套裝固定于諧波減速機16左軸端，起支 承軸承支撐法蘭盤9,主動輪緣7與主動輪夾持套11的左軸端通過帶有法蘭盤 的對稱式IGUS滑動軸承IO解耦連接，軸承支撐法蘭盤9與主動輪緣7、諧波減 速機16的輸出剛輪分別通過六角頭全螺紋螺栓組件8、六角頭全螺紋螺栓組件 12固定連接，輪臂夾持套18與電機夾持套23通過螺栓夾緊于主動輪夾持套11, 將軸用彈性擋圈14套裝連接于主動輪夾持套11,防止主動輪緣7軸向移動。所述的從動輪6的組成包括編碼器法蘭盤24、十字槽沉頭螺釘25、從動輪 緣26、從動輪夾持套27、 IGUS滑動軸承28、編碼器29、軸承擋圈30,編碼器 29的外殼體與從動輪夾持套27通過螺釘固定連接，從動輪緣26與從動輪夾持 套27的右端通過帶有法蘭盤的對稱式IGUS滑動軸承28解耦連接，軸承擋圈30 與從動輪夾持套27固定連接，編碼器法蘭盤29與從動輪緣26通過十字槽沉頭 螺釘25固定連接。本發(fā)明具有結(jié)構簡單、緊湊、可靠，保證移動機器人主車體的連續(xù)運動，地 面適應性強的優(yōu)點，適用于多種環(huán)境，并能測量滑轉(zhuǎn)率等優(yōu)點。

圖l是本發(fā)明的主示意圖；5圖2是驅(qū)動輪1的A-A旋向剖視圖； 圖3從動輪6的B-B旋向剖視圖。 具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖1,適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子的組成 部件為驅(qū)動輪l、驅(qū)動輪支臂2、統(tǒng)接軸3、彈簧4、從動輪支臂5、從動輪6; 結(jié)合圖2,驅(qū)動輪1的組成包括主動輪緣7、六角頭全螺紋螺栓組件8、軸承 支撐法蘭盤9、 IGUS滑動軸承IO、主動輪夾持套ll、六角頭全螺紋螺栓組件12、 兩面帶防塵蓋深溝球軸承13、電機軸套14、圓頭普通平鍵15、諧波減速機16、 電機法蘭盤17、輪臂夾持套18、軸用彈性擋圈19、電動機20、內(nèi)六角圓柱螺釘 組件21、內(nèi)六角圓柱螺釘組件22、電機夾持套23;結(jié)合圖3從動輪6的組成包 括編碼器法蘭盤24、十字槽沉頭螺釘25、從動輪緣26、從動輪夾持套27、 IGUS 滑動軸承28、編碼器29、軸承擋圈30。驅(qū)動輪1與驅(qū)動輪支臂2 —側(cè)固定連接，驅(qū)動輪支臂2的另 一側(cè)與從動輪支 臂5的一側(cè)通過絞接軸3連接，并且通過彈簧4彈性連接，從動輪支臂5與從動 輪6固定連接。驅(qū)動輪l的結(jié)構是電動機20的外殼、電機法蘭盤17、諧波減速 機16輸入剛輪及主動輪夾持套11通過內(nèi)六角圓柱螺釘組件21和內(nèi)六角圓柱螺 釘組件22分別固定連接，保持相對靜止。電機軸套14套裝固定在電動機20的 輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵15，將電動機20的扭矩傳遞到諧波減速機16 波發(fā)生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承13套裝固定于諧波減速機16左軸端，起支 承軸承支撐法蘭盤9,主動輪緣7與主動輪夾持套11的左軸端通過帶有法蘭盤 的對稱式IGUS滑動軸承10解耦連接，軸承支撐法蘭盤9與主動輪緣7、諧波減 速機16的輸出剛輪分別通過六角頭全螺紋螺栓組件8、六角頭全螺紋螺栓組件 12固定連接，輪臂夾持套18與電機夾持套23通過螺栓夾緊于主動輪夾持套11 ， 將軸用彈性擋圈14套裝連接于主動輪夾持套11,防止主動輪緣7軸向移動。從 動輪結(jié)構包括將編碼器29的外殼體與從動輪夾持套27通過螺釘固定連接，從動 輪緣26與從動輪夾持套27的右端通過帶有法蘭盤的對稱式IGUS滑動軸承28解 耦連接，軸承擋圈30與從動輪夾持套27固定連接，防止從動輪緣M軸向移動， 編碼器法蘭盤29與從動輪緣26通過十字槽沉頭螺釘25固定連接。這樣的連接結(jié)構，具有機構緊湊，功能強，并能測量滑轉(zhuǎn)率等優(yōu)點。
其工作原理是啟動電動機20和編碼器29,進入正常工作狀態(tài)。電動機20的外殼、電機法蘭盤17、諧波減速機16輸入剛輪及主動輪夾持套11保持相對靜止，電動機20的扭矩傳遞到諧波減速機16波發(fā)生器，通過波發(fā)生器傳遞到諧波減速機16輸出剛輪，從而諧波減速機16起到減速器的作用，同時在兩面帶防塵蓋深溝球軸承13的支承作用下，帶動軸承支撐法蘭盤9轉(zhuǎn)動，由于軸承支撐法蘭盤9與主動輪緣7是通過六角頭全螺紋螺栓組件8之間固定連接，帶動主動輪緣7發(fā)生轉(zhuǎn)動，輪臂夾持套18電機夾持套23之間的夾緊是為防止主動輪緣7和IGUS滑動軸承10發(fā)生軸向移動，當驅(qū)動輪1的主動輪緣7發(fā)生轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動輪支臂2也相應向前運動，由于驅(qū)動輪支臂2與從動輪支臂5通過絞接軸3連接，并且通過彈簧4彈性連接，驅(qū)動輪1帶動從動輪6發(fā)生相應的運動。如果遇到崎嶇不平的地面，彈簧4通過彈性變量的調(diào)節(jié)，使從動輪6的從動輪緣"接觸地面，保證編碼器29如終能夠能測量到從動輪緣26的轉(zhuǎn)速，進一步用相應公式計算該輪滑轉(zhuǎn)率。
權利要求
1、一種適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子，其特征是其組成包括驅(qū)動輪(1)、驅(qū)動輪支臂(2)、絞接軸(3)、彈簧(4)、從動輪支臂(5)、從動輪(6)；驅(qū)動輪()1與驅(qū)動輪支臂(2)一側(cè)固定連接，驅(qū)動輪支臂(2)的另一側(cè)與從動輪支臂(5)的一側(cè)通過絞接軸(3)連接，彈簧(4)連接在彈驅(qū)動輪支臂(2)與從動輪支臂(5)之間，從動輪支臂(5)與從動輪(6)固定連接。
2、 根據(jù)權利要求l所述的適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子，其特征是所述的驅(qū)動輪(1)的組成包括主動輪緣(7)、六角頭全螺紋螺栓組件(8)、軸承支撐法蘭盤(9)、 IGUS滑動軸承(IO)、主動輪夾持套(ll)、六角頭全螺紋螺栓組件(12)、兩面帶防塵蓋深溝球軸承(13)、電機軸套(14)、圓頭普通平鍵(15)、諧波減速機(16)、電機法蘭盤(17)、輪臂夾持套(18)、軸用彈性擋圈(19)、電動機(20)、內(nèi)六角圓柱螺釘組件(21)、內(nèi)六角圓柱螺釘組件(22)、電機夾持套(23);電動機(20)的外殼、電機法蘭盤(17)、諧波減速機(16)輸入剛輪及主動輪夾持套(11)通過內(nèi)六角圓柱螺釘組件(21)和內(nèi)六角圓柱螺釘組件(22)分別固定連接；電機軸套(14)套裝固定在電動機(20)的輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵(15),將電動機(20)的扭矩傳遞到諧波減速機(16)波發(fā)生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承(13)套裝固定于諧波減速機(16)左軸端，起支承軸承支撐法蘭盤(9),主動輪緣(7)與主動輪夾持套(11)的左軸端通過帶有法蘭盤的對稱式IGUS滑動軸承(10)解耦連接，軸承支撐法蘭盤(9)與主動輪緣(7)、諧波減速機(16)的輸出剛輪分別通過六角頭全螺紋螺栓組件(8)、六角頭全螺紋螺栓組件(12)固定連接，輪臂夾持套(18)與電機夾持套(23)通過螺栓夾緊于主動輪夾持套(ll),將軸用彈性擋圈(14)套裝連接于主動輪夾持套(11),防止主動輪緣(7)軸向移動。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子，其特征是所述的從動輪(6)的組成包括編碼器法蘭盤(24)、十字槽沉頭螺釘(25)、從動輪緣(26)、從動輪夾持套(27)、 IGUS滑動軸承(28)、編碼器(29)、軸承擋圈(30),編碼器(29)的外殼體與從動輪夾持套(27)通過螺釘固定連接，從動輪緣(26)與從動輪夾持套(27)的右端通過帶有法蘭盤的對稱式IGUS滑動軸承(28)解耦連接，軸承擋圈(30)與從動輪夾持套(27)固定連接，編碼器法蘭盤(29)與從動輪緣(26)通過十字槽沉頭螺釘(25)固定連接。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種適于崎嶇地面的前后排列具有滑轉(zhuǎn)測量能力的機器人輪子。其組成包括驅(qū)動輪(1)、驅(qū)動輪支臂(2)、絞接軸(3)、彈簧(4)、從動輪支臂(5)、從動輪(6)；驅(qū)動輪()1與驅(qū)動輪支臂(2)一側(cè)固定連接，驅(qū)動輪支臂(2)的另一側(cè)與從動輪支臂(5)的一側(cè)通過絞接軸(3)連接，彈簧(4)連接在彈驅(qū)動輪支臂(2)與從動輪支臂(5)之間，從動輪支臂(5)與從動輪(6)固定連接。本發(fā)明具有結(jié)構簡單、緊湊、可靠，保證移動機器人主車體的連續(xù)運動，地面適應性強的優(yōu)點，適用于多種環(huán)境，并能測量滑轉(zhuǎn)率等優(yōu)點。
文檔編號B62D57/00GK101628595SQ20091007264
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權日2009年8月5日
發(fā)明者張振宇, 賀 徐, 欒鈺琨, 武永見, 開 薛, 譚大偉 申請人:哈爾濱工程大學