CN105599559B - 一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构 - Google Patents

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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
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Abstract

本发明公开了一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，包括前桥、后桥、前后桥铰链连接器、左前Mecanum轮、右前Mecanum轮、左后Mecanum轮、右后Mecanum轮、左平行四边形机构、右平行四边形机构、左可变阻抗弹性装置、右可变阻抗弹性装置、车架、旋转轴，可变阻抗弹性装置可以保证车子能够适应不同的载重。本发明不仅能够解决Mecanum车在不平地面保持轮子同时着地行进的问题，而且能够保证轮子始终垂直于其所在地面，进而保证各轮与地面接触工况相同，从而保证其运动性能。

Description

一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构
技术领域
本发明涉及Mecanum轮小车的结构设计领域，特别涉及一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构。
背景技术
Mecanum轮（又称Swedish轮）是瑞士工程师BengtIron提出的特殊轮系，其轮毂圆周边缘装配有与中心轴成一定角度并且能绕其自身轴线进行旋转的辊子，当轮子在地面上转动时，棍子与地面作用产生斜向力从而驱动轮子沿斜向运动。Mecanum轮小车具有全向运动特性且精度较高，可方便的穿梭于狭窄拥挤空间中，灵活完成各种任务，相比传统移动平台具有明显优势。但Mecanum轮由于其结构特殊性，轮子需要一致与地面垂直接触才能保证良好的运动性能，现有的Mecanum轮小车设计中悬架系统大多采用刚性连接，当地面不平时，无法保证车轮全部着地进而严重影响车子的运动性能。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，其机构简单可靠，能改善Mecanum轮与地面接触状况。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，包括前桥、后桥、前后桥铰链连接器、左前Mecanum轮、右前Mecanum轮、左后Mecanum轮、右后Mecanum轮、左平行四边形机构、右平行四边形机构、左可变阻抗弹性装置、右可变阻抗弹性装置、车架、旋转轴；四个Mecanum轮装在与其平行的安装板上，所述前桥通过安装板与左前Mecanum轮、右前Mecanum轮刚性连接，所述前桥与前后桥铰链连接器刚性连接，所述后桥与前后桥铰链连接器为铰链连接；所述后桥两侧的矩形端分别通过左平行四边形机构、右平行四边形机构连接左后Mecanum轮、右后Mecanum轮，所述左平行四边形机构通过左可变阻抗弹性装置连接车架的一端，所述右平行四边形机构通过右可变阻抗弹性装置连接车架的另一端，所述旋转轴的上端刚性连接车架，旋转轴的下端旋转连接于后桥上。
所述后桥包括左后桥、右后桥和矩形壳，所述左后桥和右后桥通过矩形壳连接，左后桥和右后桥相互之间能够转动并且能够与旋转轴相互转动，所述矩形壳对左后桥和右后桥进行限位。
所述左可变阻抗弹性装置、右可变阻抗弹性装置能够针对不同载荷自动调节伸缩长度和弹性模量，起到悬架的作用，该装置包括液压缸、气压缸，可调弹簧。
与现有技术相比，本发明具有如下的突出的实质性特点和显著的优点：
本机构简单可靠，不仅能够解决Mecanum轮小车在不平地面保持轮子同时着地行进的问题，而且能够保证轮子始终垂直于其所在地面，进而保证各轮与地面接触工况相同，从而保证其运动性能。
附图说明
图1为可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构整体结构示意图。
图2为前后桥连接示意图。
图3为后桥与车架连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的说明。
如图1和图2所示，一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，包括前桥1、后桥5、前后桥铰链连接器4、左前Mecanum轮2、右前Mecanum轮3、左后Mecanum轮6、右后Mecanum轮7、左平行四边形机构8、右平行四边形机构9、左可变阻抗弹性装置10、右可变阻抗弹性装置11、车架12、旋转轴16；四个Mecanum轮装在与其平行的安装板上，所述前桥1通过安装板与左前Mecanum轮2、右前Mecanum轮3刚性连接，所述前桥1与前后桥铰链连接器4刚性连接，所述后桥5与前后桥铰链连接器4为铰链连接；所述后桥5两侧的矩形端分别通过左平行四边形机构8、右平行四边形机构9连接左后Mecanum轮6、右后Mecanum轮7，所述左平行四边形机构8通过左可变阻抗弹性装置10连接车架12的一端，所述右平行四边形机构9通过右可变阻抗弹性装置11连接车架12的另一端，所述旋转轴16的上端刚性连接车架12，旋转轴16的下端旋转连接于后桥5上。
如图3所示，所述后桥5包括左后桥13、右后桥14和矩形壳15，所述左后桥13和右后桥14通过矩形壳15连接，左后桥13和右后桥14相互之间能够转动并且能够与旋转轴16相互转动，所述矩形壳15对左后桥13和右后桥14进行限位。
所述左可变阻抗弹性装置10、右可变阻抗弹性装置11能够针对不同载荷自动调节伸缩长度和弹性模量，起到悬架的作用，该装置包括液压缸、气压缸，可调弹簧。
本发明的原理如下：
当车子后桥5所在平面与前桥1所在平面不在同一平面时，后桥5通过前后桥铰链连接器4相对于前桥1发生旋转，使左后桥13和右后桥14可以在一定旋转角度内自适应其所在平面，进而通过平行四边形机构使左后Mecanum轮6、右后Mecanum轮7分别垂直于其所在平面，而左可变阻抗弹性装置10、右可变阻抗弹性装置11与旋转轴16、左后桥13和右后桥14、车架12组成固定的四边形机构对车体起到支撑作用。

Claims (2)

1.一种可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，其特征在于：包括前桥（1）、后桥（5）、前后桥铰链连接器（4）、左前Mecanum轮（2）、右前Mecanum轮（3）、左后Mecanum轮（6）、右后Mecanum轮（7）、左平行四边形机构（8）、右平行四边形机构（9）、左可变阻抗弹性装置（10）、右可变阻抗弹性装置（11）、车架（12）、旋转轴（16）；四个Mecanum轮装在与其平行的安装板上，所述前桥（1）通过安装板与左前Mecanum轮（2）、右前Mecanum轮（3）刚性连接，所述前桥（1）与前后桥铰链连接器（4）刚性连接，所述后桥（5）与前后桥铰链连接器（4）为铰链连接；所述后桥（5）两侧的矩形端分别通过左平行四边形机构（8）、右平行四边形机构（9）连接左后Mecanum轮（6）、右后Mecanum轮（7），所述左平行四边形机构（8）通过左可变阻抗弹性装置（10）连接车架（12）的一端，所述右平行四边形机构（9）通过右可变阻抗弹性装置（11）连接车架（12）的另一端，所述旋转轴（16）的上端刚性连接车架（12），旋转轴（16）的下端旋转连接于后桥（5）上；
所述后桥（5）包括左后桥（13）、右后桥（14）和矩形壳（15），所述左后桥（13）和右后桥（14）通过矩形壳（15）连接，左后桥（13）和右后桥（14）相互之间能够转动并且能够与旋转轴（16）相互转动，所述矩形壳（15）对左后桥（13）和右后桥（14）进行限位。
2.根据权利要求1所述的可变阻抗的Mecanum轮姿态保持机构，其特征在于：所述左可变阻抗弹性装置（10）、右可变阻抗弹性装置（11）能够针对不同载荷自动调节伸缩长度和弹性模量，起到悬架的作用，该装置包括液压缸、气压缸，可调弹簧。
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