專利名稱：全方位移動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
全方位移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全方位移動(dòng)平臺(tái)。
技術(shù)背景[0002]近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)突飛猛進(jìn)。移動(dòng)平臺(tái)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，根據(jù)移動(dòng)特性可以分為非全方位和全方位移動(dòng)平臺(tái)兩種。全方位移動(dòng)平臺(tái)可以在平面上實(shí)現(xiàn)前后、左右和繞自身旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，它非常適合工作在空間狹小、對(duì)移動(dòng)性能要求高的場(chǎng)合。[0003]國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)和廠家開展了全方位移動(dòng)平臺(tái)的研究工作，在輪子的設(shè)計(jì)方面做了大量工作，目前已經(jīng)問(wèn)世的產(chǎn)品主要有麥克納姆輪、球輪、連續(xù)切換輪、正交輪等。 雖然這些產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)，但有著如下缺點(diǎn)[0004]1.使用特殊的輪子成本高；[0005]2.麥克納姆輪、球輪、連續(xù)切換輪、正交輪等輪子由于采用了特殊的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，載重量有限，難以實(shí)際使用；[0006]3.上述輪子在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，由于滾子和地面接觸不連續(xù)，容易產(chǎn)生振動(dòng)和打滑，尤其在地面不平或者有斜坡時(shí)，全方位移動(dòng)效果和控制精度難以保證。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]鑒于現(xiàn)有產(chǎn)品中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種全方位移動(dòng)平臺(tái)，它可以根據(jù)用戶要求，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制雙輪主動(dòng)輪組旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的全方位移動(dòng)。[0008]該全方位移動(dòng)平臺(tái)包括移動(dòng)平臺(tái)、至少兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組和若干個(gè)從動(dòng)輪；所述雙輪主動(dòng)輪組，用于改變?nèi)轿灰苿?dòng)平臺(tái)的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向；所述從動(dòng)輪，用于支持所述全方位移動(dòng)平臺(tái)；所述雙輪主動(dòng)輪組和所述從動(dòng)輪通過(guò)固定軸與所述移動(dòng)平臺(tái)垂直相連接。每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和至少兩個(gè)輪子，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組還包括錐齒輪， 每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述錐齒輪驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組還包括同步齒型帶，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述同步齒型帶驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于所述雙輪主動(dòng)輪組內(nèi)側(cè)。所述兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組繞與移動(dòng)平臺(tái)垂直的固定軸沿水平方向旋轉(zhuǎn)360度，繞與移動(dòng)平臺(tái)垂直的固定軸沿水平方向左右擺動(dòng)各20至50度。所述雙輪主動(dòng)輪組的旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)碼盤測(cè)得。所述旋轉(zhuǎn)角度經(jīng)過(guò)控制單元處理后控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度。所述雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行平移或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使用普通輪子實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)功能，在滿足使用效果的同時(shí)，降低成本。該全方位移動(dòng)平臺(tái)采用普通輪胎，因此承載能力強(qiáng)，成本低廉，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，可以適用于不同場(chǎng)合的使用要求，有利于大面積推廣。


[0010]圖1為本實(shí)用新型的全方位移動(dòng)平臺(tái)從動(dòng)輪、雙輪主動(dòng)輪組的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2為本實(shí)用新型的雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)同步齒型帶驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例示意圖；[0012]圖3為本實(shí)用新型的雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)錐齒輪驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例示意圖；[0013]圖4為本實(shí)用新型的與輪椅相結(jié)合的實(shí)施例后向示意圖；[0014]圖5為本實(shí)用新型的與輪椅相結(jié)合的實(shí)施例側(cè)向示意圖；[0015]圖6為本實(shí)用新型的與叉車相結(jié)合的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
[0016]本實(shí)用新型的方案設(shè)計(jì)思想是采用普通輪子實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)的全方位移動(dòng)功能。該全方位移動(dòng)平臺(tái)由移動(dòng)平臺(tái)、至少兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組和若干個(gè)個(gè)從動(dòng)輪構(gòu)成，雙輪主動(dòng)輪組用于改變?nèi)轿灰苿?dòng)平臺(tái)的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，從動(dòng)輪用于支持所述全方位移動(dòng)平臺(tái)；雙輪主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪通過(guò)固定軸與移動(dòng)平臺(tái)垂直相連接。其中，從動(dòng)輪的數(shù)目可以根據(jù)實(shí)際使用要求進(jìn)行調(diào)整。[0017]下面通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明全方位移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)。[0018]實(shí)施例一[0019]本實(shí)施例一以2個(gè)雙輪主動(dòng)輪組、2個(gè)從動(dòng)輪為例進(jìn)行說(shuō)明。[0020]如圖1中所示，該全方位移動(dòng)平臺(tái)包括2個(gè)雙輪主動(dòng)輪組101、2個(gè)從動(dòng)輪102和移動(dòng)平臺(tái)103。全方位移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)2個(gè)雙輪主動(dòng)輪組101回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行平移或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，車體橫軸如圖1中100所示，全方位移動(dòng)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度如圖1中θ角度所示。[0021 ] 為了使全方位移動(dòng)平臺(tái)使用范圍廣泛，兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組可以與若干個(gè)從動(dòng)輪共同構(gòu)成不同的全方位移動(dòng)平臺(tái)。本實(shí)用新型不僅限于兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組、兩個(gè)從動(dòng)輪的情況，還包括若干個(gè)雙輪主動(dòng)輪組、若干個(gè)從動(dòng)輪的情況。[0022]每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組由至少兩個(gè)輪子、至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、至少兩個(gè)傳遞機(jī)構(gòu)(錐齒輪或者同步齒形帶)、固定軸(與移動(dòng)平臺(tái)水平的固定軸或垂直的固定軸)、碼盤，以及支持輪子的軸承和外殼所組成。[0023]兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪子。[0024]傳遞機(jī)構(gòu)至少有兩種錐齒輪、或同步齒形帶，下面分別以實(shí)施例一和實(shí)施二分別進(jìn)行舉例說(shuō)明雙輪主動(dòng)輪組的結(jié)構(gòu)。[0025]實(shí)施例二[0026]在實(shí)施例二中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步齒型帶驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。[0027]圖2為雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)同步齒型帶驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例示意圖。[0028]如圖2所示，每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組具有兩個(gè)獨(dú)立的輪子201，并由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)202 通過(guò)同步齒形帶203分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組的運(yùn)動(dòng)；每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組可以繞與移動(dòng)平臺(tái)204垂直的固定軸205沿水平方向旋轉(zhuǎn)360度，雙輪主動(dòng)輪組的旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)固定在與移動(dòng)平臺(tái)204垂直的固定軸205上的碼盤206測(cè)得，經(jīng)過(guò)控制單元處理后控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)202的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)204的全方位移動(dòng)。雙輪主動(dòng)輪組可以繞與移動(dòng)平臺(tái)204水平的固定軸207左右擺動(dòng)各20-50度，從而保證全方位移動(dòng)平臺(tái)204的每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組在起伏路面上同時(shí)著地。每個(gè)輪子201在驅(qū)動(dòng)電機(jī)202帶動(dòng)下順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組產(chǎn)生平移或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)204的全方位移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)202位于雙輪主動(dòng)輪組內(nèi)側(cè)。[0029]實(shí)施例三[0030]在實(shí)施例三中，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)錐齒輪驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。[0031]圖3為雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)錐齒輪帶驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例示意圖。[0032]如圖3所示，為了滿足不同的使用要求，每個(gè)雙輪主動(dòng)輪組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)301可以通過(guò)錐齒輪302方式驅(qū)動(dòng)輪子303順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例與實(shí)施例二不同的是傳遞機(jī)構(gòu)由同步齒形帶變?yōu)殄F齒輪302，其它組成部分的結(jié)構(gòu)與工作原理與實(shí)施例二基本相同，不再贅述。[0033]實(shí)施例四[0034]在本實(shí)施例中，該全方位移動(dòng)平臺(tái)可以與輪椅相結(jié)合。[0035]該全方位移動(dòng)平臺(tái)與輪椅相結(jié)合的實(shí)施例后向示意圖如圖4所示，該全方位移動(dòng)平臺(tái)與輪椅相結(jié)合的實(shí)施例側(cè)向示意圖如圖5所示。雙輪主動(dòng)輪組501根據(jù)控制單元的控制信號(hào)，進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)從動(dòng)輪502運(yùn)動(dòng)，從而使輪椅產(chǎn)生向前向后的平移運(yùn)動(dòng)，或者原地回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[0036]實(shí)施例五[0037]在本實(shí)施例中，該全方位移動(dòng)平臺(tái)可以與叉車相結(jié)合。[0038]該全方位移動(dòng)平臺(tái)與叉車相結(jié)合的實(shí)施例示意圖如圖6所示。雙輪主動(dòng)輪組601 根據(jù)控制單元的控制信號(hào)，進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)從動(dòng)輪602運(yùn)動(dòng)，從而使叉車產(chǎn)生向前向后的平移運(yùn)動(dòng)，或者原地回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[0039]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，其目的并非用于對(duì)本實(shí)用新型所提出的系統(tǒng)及方法的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，對(duì)其進(jìn)行的關(guān)于形式和細(xì)節(jié)的種種顯而易見的修改或變化均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，包括移動(dòng)平臺(tái)、至少兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組和若干個(gè)從動(dòng)輪；所述雙輪主動(dòng)輪組，用于改變?nèi)轿灰苿?dòng)平臺(tái)的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向；所述從動(dòng)輪，用于支持所述全方位移動(dòng)平臺(tái)；所述雙輪主動(dòng)輪組和所述從動(dòng)輪通過(guò)固定軸與所述移動(dòng)平臺(tái)垂直相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和至少兩個(gè)輪子，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組還包括錐齒輪，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述錐齒輪驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，每個(gè)所述雙輪主動(dòng)輪組還包括同步齒型帶，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述同步齒型帶驅(qū)動(dòng)所述輪子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于所述雙輪主動(dòng)輪組內(nèi)側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組繞與移動(dòng)平臺(tái)垂直的固定軸沿水平方向旋轉(zhuǎn)360度，繞與移動(dòng)平臺(tái)垂直的固定軸沿水平方向左右擺動(dòng)各20至50度。
7.如權(quán)利要求6所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述雙輪主動(dòng)輪組的旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)碼盤測(cè)得。
8.如權(quán)利要求7所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角度經(jīng)過(guò)控制單元處理后控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度。
9.如權(quán)利要求1所述的全方位移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述雙輪主動(dòng)輪組通過(guò)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行平移或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全方位移動(dòng)平臺(tái)，包含移動(dòng)平臺(tái)、至少兩個(gè)雙輪主動(dòng)輪組和若干個(gè)從動(dòng)輪；所述雙輪主動(dòng)輪組，用于改變?nèi)轿灰苿?dòng)平臺(tái)的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向；所述從動(dòng)輪，用于支持所述全方位移動(dòng)平臺(tái)；所述雙輪主動(dòng)輪組和所述從動(dòng)輪通過(guò)固定軸與所述移動(dòng)平臺(tái)垂直相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的全方位移動(dòng)平臺(tái)的輪子由普通輪胎構(gòu)成，承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，移動(dòng)靈活，控制精度高，成本低。該全方位移動(dòng)平臺(tái)可以根據(jù)不同的使用要求，改變自身結(jié)構(gòu)，形成諸如輪椅、推車等產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B62D57/02GK202243764SQ201120243009
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者朱赤, 段峰 申請(qǐng)人:段峰