CN104129430A - 全转向移动底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全转向移动底盘，涉及底盘技术领域，它包括安装有多个全向移动单元的底板，全向移动单元包括至少一个车轮、连接车轮轮轴的转向支撑架、套装在转向支撑架上的转向驱动轮、安装在转向支撑架内的竖轴、固定于竖轴上的行走驱动轮、设置于竖轴下端的主动锥齿轮、套装在轮轴上与主动锥齿轮相啮合的被动锥齿轮；多个全向移动单元的行走驱动轮、转向驱动轮分别通过第一传动带、第二传动带连接；底板安装有一行走驱动电机和一转向驱动电机，行走驱动电机的输出轴与第一传动带传动连接，转向驱动电机的输出轴与其中一个全向移动单元的转向支撑架传动连接。本发明相比较于现有技术，底盘轻巧，灵活性高，可控性好。
Description
技术领域
本发明涉及底盘技术领域，尤其是一种适用于车辆或者移动机器人的全转向移动底盘。
背景技术
目前，市场上的车辆底盘或者移动机器人底盘主要的形式有轮式与履带式这两种。轮式的底盘成本低，也容易控制其转向，而履式的底盘承载面积大，比较适合在恶劣的路面使用。但这两种方式在转向时都不能实现360度的全转向功能。现在一般的机器人机构全转向要实现都是在每个转向轴上加转向电机，这种底盘包括底板、设置于底板下方的多个车轮，各车轮均连接有独自的转向驱动电机和行走驱动电机，这种结构的底盘存在下列不足：1、所需电机数量多，使得控制复杂；2、多个电机所占据的空间相对较大，导致整个底盘的体积变大，使得机器人移动较为笨重，灵活性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种全转向移动底盘，这种底盘可以解决现有底盘存在电机数量多，导致控制复杂、体积大、笨重和灵活性低的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种全转向移动底盘包括底板、设置在所述底板下方的多个车轮、驱动所述车轮行走的行走驱动电机和驱动所述车轮转向的转向驱动电机，所述底板安装有多个全向移动单元，所述全向移动单元包括至少一个所述车轮、连接该车轮的轮轴的转向支撑架、套装在所述转向支撑架上的转向驱动轮、安装在所述转向支撑架内的竖轴、固定于所述竖轴上的行走驱动轮、设置于所述竖轴下端的主动锥齿轮、套装在所述轮轴上与所述主动锥齿轮相啮合的被动锥齿轮；所述多个全向移动单元的所述行走驱动轮通过第一传动带连接，所述多个全向移动单元的所述转向驱动轮通过第二传动带连接；所述底板安装有一所述行走驱动电机和一所述转向驱动电机，所述行走驱动电机的输出轴与所述第一传动带传动连接，所述转向驱动电机的输出轴与其中一个所述全向移动单元的所述转向支撑架传动连接。
上述全转向移动底盘的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所轮轴的两端分别设置有两个所述车轮，所述转向支撑架具有一竖立穿设于所述底板上的套筒和位于所述底板下方与该套筒一体成型的叉形支架，所述叉形支架的两个叉臂开设有用于穿装所述轮轴的通孔，所述通孔和所述轮轴之间分别安装有轴承；在底板上开设有用于穿装所述套筒的穿孔，在所述穿孔的外周设置有轴承座，所述轴承座内安装有与所述套筒相抵接的轴承；所述竖轴置于所述套筒内，所述竖轴和所述套筒之间安装有两副轴承。
进一步的，所述转向驱动轮固设在所述套筒上部，所述转向驱动轮的下端具有限位环形凸台，该限位环形凸台与所述轴承座内的所述轴承的上端面相抵触；所述行走驱动轮安装在所述竖轴的上部，所述行走转向轮的下端具有环形凸台，该环形凸台与所述套筒和所述竖轴之间的、位于上方的轴承的上端面相抵触。
进一步的，所述底板上安装有用于张紧所述第一传动带和所述第二传动带的张紧装置。
进一步的，所述行走驱动轮和所述转向驱动轮为皮带轮，所述第一传动带和所述第二传动带为传动皮带。
进一步的，所述行走驱动轮沿周向开设有容置所述第一传动带的凹槽，所述转向驱动轮沿周向开设有容置所述第二传动带的凹槽。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、带动车轮行走的竖轴设置于带动车轮转向的转向支撑架内，并通过锥齿轮换向，实现同轴全转向、移动功能，机构的灵活性高，底盘结构紧凑，有利于减小体积；
2、采用传动连接件进行同步传动实现多轴连动，只需要采用两个电机分别控制转向和行走驱动，就能实现底盘平台的全转向移动功能，可空性好，降低了电机的使用数量，使底盘变得轻巧。
附图说明
图1是本全转向移动底盘实施例的结构示意图。
图2是本全转向移动底盘的正视图。
图3是本全转向移动底盘的俯视图。
图4是全向移动单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：
图1至图4所示的全转向移动底盘主要包括底板1、全向移动单元2、行走驱动电机5、转向驱动电机6、第一传动带3、第二传动带4和张紧装置7，在底板1上均匀安装有三组全向移动单元2，每组全向移动单元2包括有车轮2-1、轮轴2-4、主动锥齿轮2-3、被动锥齿轮2-2、竖轴2-9、行走驱动轮2-8、转向支撑架2-5和转向驱动轮2-7；在轮轴2-4的两端分别安装固定有两个相正对的车轮2-1，转向支撑架2-5具有一竖立穿设于底板1上的套筒2-52和位于底板1下方与该套筒2-52一体成型的叉形支架2-51，参见图2；叉形支架2-51的两个叉臂开设有用于穿装轮轴2-4的通孔2-511，在每个通孔2-511和轮轴2-4之间分别安装有第一轴承2-42和第二轴承2-43，在第一轴承2-42、第二轴承2-43和相应车轮2-1之间设置有垫片2-41，在底板1上开设有用于穿装转向支撑架2-5的套筒2-52的穿孔1-1，穿孔1-1内壁与套筒2-52外壁呈间隙配合，在底板1的上端面于穿孔1-1的外周设置有轴承座2-6，轴承座2-6内安装有与套筒2-52相抵接的第三轴承2-61，在套筒2-52上部固设有转向驱动轮2-7，转向驱动轮2-7的下端具有限位环形凸台2-71，该限位环形凸台2-71与第三轴承2-61的上端面相抵触，参见图4；竖轴2-9置于转向支撑架2-5的套筒2-52内，竖轴2-9和套筒2-52之间安装有第四轴承2-91和第五轴承2-92，第五轴承2-92的上端面与转向支撑架2-5的上端面相平齐，套筒2-52内壁和竖轴2-9外壁分别设置有安装第四轴承2-91和第五轴承2-92的限位台阶，行走驱动轮2-8安装在竖轴2-9的上部，行走转向轮2-8的下端具有环形凸台2-81，该环形凸台2-81与第五轴承2-92的上端面相抵触，主动锥齿轮2-3固定于竖轴2-9的下端，主动锥齿轮2-3与套装在轮轴2-4上的被动锥齿轮2-2啮合，以实现换向；行走驱动电机5安装固定在底板1之上，行走驱动电机5的输出轴设置有驱动同步轮5-1，该驱动同步轮5-1和三组全向移动单元2的行走驱动轮2-8通过第一传动带3连接，三组全向移动单元2的转向驱动轮2-7通过第二传动带4连接，参见图1和图3；转向驱动电机6安装固定在底板1的下端面，转向驱动电机6的输出轴向上并通过带传动方式与其中一组全向移动单元2的转向支撑架2-52传动连接，三组全向移动单元2的转向驱动轮2-7通过第二传动带4连接，参见图2。本实施例的行走驱动轮2-8和转向驱动轮2-9为皮带轮，第一传动带3和第二传动带4为传动皮带，行走驱动轮2-8沿周向开设有容置第一传动带3的凹槽，转向驱动轮2-7沿周向开设有容置第二传动带4的凹槽。为了使传动稳定安全可靠，在底板1上还安装有用于张紧第一传动带3和第二传动带4的张紧装置7。值得一提的是，转向驱动电机6为步进电机。在其它实施例中，行走驱动轮和转向驱动轮可以为链轮，第一传动带和所述第二传动带可以为传动链条。
本全转向移动底盘的转向与行走互不影响，行走时的动力路径为：行走驱动电机5的输出轴带动驱动同步轮5-1转动，驱动同步轮5-1经第一传动带3带动各组全向移动单元2的行走驱动轮2-8转动，行走驱动轮2-8经竖轴2-9使主动锥齿轮2-3同步转动，主动锥齿轮2-3与被动锥齿轮2-2啮合后换向传动，由被动锥齿轮2-2经轮轴2-4带动车轮2-1绕轮轴2-2的轴线转动；全转向的动力路径为：转向驱动电机6的输出轴通过带传动方式带动其中一组全向移动单元2的转向支撑架2-5转动，然后通过转向驱动轮2-7和第二传动带4带动另外两组全向移动单元2的转向支撑架2-5同步转动，转向支撑架2-5经轮轴2-2带动车轮2-1绕套筒2-52的轴线转动。
Claims (6)
1.一种全转向移动底盘，包括底板、设置在所述底板下方的多个车轮、驱动所述车轮行走的行走驱动电机和驱动所述车轮转向的转向驱动电机，其特征在于：所述底板安装有多个全向移动单元，所述全向移动单元包括至少一个所述车轮、连接该车轮的轮轴的转向支撑架、套装在所述转向支撑架上的转向驱动轮、安装在所述转向支撑架内的竖轴、固定于所述竖轴上的行走驱动轮、设置于所述竖轴下端的主动锥齿轮、套装在所述轮轴上与所述主动锥齿轮相啮合的被动锥齿轮；所述多个全向移动单元的所述行走驱动轮通过第一传动带连接，所述多个全向移动单元的所述转向驱动轮通过第二传动带连接；所述底板安装有一所述行走驱动电机和一所述转向驱动电机，所述行走驱动电机的输出轴与所述第一传动带传动连接，所述转向驱动电机的输出轴与其中一个所述全向移动单元的所述转向支撑架传动连接。
2.根据权利要求1所述的全转向移动底盘，特征在于：所轮轴的两端分别设置有两个所述车轮，所述转向支撑架具有一竖立穿设于所述底板上的套筒和位于所述底板下方与该套筒一体成型的叉形支架，所述叉形支架的两个叉臂开设有用于穿装所述轮轴的通孔，所述通孔和所述轮轴之间分别安装有轴承；在底板上开设有用于穿装所述套筒的穿孔，在所述穿孔的外周设置有轴承座，所述轴承座内安装有与所述套筒相抵接的轴承；所述竖轴置于所述套筒内，所述竖轴和所述套筒之间安装有两副轴承。
3.根据权利要求2所述的全转向移动底盘，特征在于：所述转向驱动轮固设在所述套筒上部，所述转向驱动轮的下端具有限位环形凸台，该限位环形凸台与所述轴承座内的所述轴承的上端面相抵触；所述行走驱动轮安装在所述竖轴的上部，所述行走转向轮的下端具有环形凸台，该环形凸台与所述套筒和所述竖轴之间的、位于上方的轴承的上端面相抵触。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的全转向移动底盘，特征在于：所述底板上安装有用于张紧所述第一传动带和所述第二传动带的张紧装置。
5.根据权利要求4所述的全转向移动底盘，特征在于：所述行走驱动轮和所述转向驱动轮为皮带轮，所述第一传动带和所述第二传动带为传动皮带。
6.根据权利要求5所述的全转向移动底盘，特征在于：所述行走驱动轮沿周向开设有容置所述第一传动带的凹槽，所述转向驱动轮沿周向开设有容置所述第二传动带的凹槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141105 |