CN105835975B - 一种全模块化的吸附式全方位移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可吸附式全方位移动平台领域，具体是一种全模块化的吸附式全方位移动平台，包括整体车架和底板，所述底板通过螺纹固联在底板上，所述整体车架上安装有可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮，所述底板上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮上安装有快速起升装置。本发明采用模块化设计理念，可根据使用需求，将可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮进行自由组合，拆装和维护方便，便于实现产品系列化；本申请的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品。

Description

一种全模块化的吸附式全方位移动平台

技术领域

本发明涉及可吸附式全方位移动平台领域，具体是一种全模块化的吸附式全方位移动平台。

背景技术

机器人的应用越来越广泛,几乎渗透到所有领域。移动平台是机器人的一个重要部分，吸附式全方位移动平台是其中的一种，主要用于对执行机构方位变化较大的场合，如大型钢结构件的焊接、检测等工艺。通过吸附式全方位移动平台能实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动，增加执行机构的运动范围，保证执行机构位置可达。

现有较多关于全方位移动平台的装置，如申请号为“CN201510420167.8”,名称为“表面爬行机器人”的发明专利，提供一种伸缩缸带吸盘的足式表面爬行机器人，可以实现全方位的移动，但是该装置负载能力有限，运动精度较差，适用范围小。又如申请号为201510191876.3，名称为“一种壁面爬行机器人”的发明专利，提供一种通过升力平衡系统、壁面行走装置和壁面作业装置配合实现高效壁面爬行运动的机器人，从而实现设备的全方位移动。但是该发明设备提供的吸附力有限，设备不够紧凑，负载能力有限。又如申请号为201210185680.X，名称为“一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人”的发明专利，采用永磁吸附，前轮接触吸附、后轮间隙吸附的方式，实现爬壁功能，从而实现该装置在可导磁的结构件上的全方位移动。但是，该发明前轮结构复杂，被动转向，转向阻力大，灵活性不够，转向精度较差，接触吸附力较大，装置较难从工件上取下，同时，针对不同负载，设备重复设计过程较长。

综上所述，现有全方位移动平台不能兼顾高负载、高精度、高灵活性等特点，因此，设计一种全模块化的吸附式全方位移动平台，可以根据不同应用场合，快速匹配驱动和负载机构，适用于不同应用需求的场合，如大型钢结构件的焊接、检测等工艺。

发明内容

本发明提供了一种全模块化的吸附式全方位移动平台，用于搭载各种机器人执行机构，在空间范围内实现水平、竖直、倒立等各个方位的移动，安全、可靠的增加机器人的作业范围。

为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案为：

一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：包括整体车架和底板，所述底板通过螺纹固联在整体车架上，所述整体车架上安装有可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮，所述底板上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮上安装有快速起升装置。

可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮可以快速安装到整体车架上，可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮的数量和布局形式可以根据使用需求改变。快速起升装置安装在可吸附式模块化驱动轮外侧，可以在设备工作结束时，提供较大的起升力以克服吸附力，使移动平台方便的从目标表面上取下来。

采用模块化的设计方案，驱动轮和转向轮可以方便快速的安装到车架上，移动平台尺寸、车轮数目、负载能力都可以快速改变适应不同的需要，实现产品快速重组设计，安装、定位方便；其次，由于具有吸附能力，移动平台可以实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动。

所述控制模块包括运动控制器、电机驱动器、电源，所述运动控制器、电机驱动器、电源均通过螺钉与底板固联。

所述整体车架上设置有与可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮对应的定位接口。保证整个移动平台加工和安装基准一致，可以保证每个车轮的安装精度。

所述可吸附式模块化驱动轮包括第一吸附模块、安装壳体、行星减速器、驱动轮、驱动行星减速器和驱动电机，所述第一吸附模块包括驱动吸附元件安装板和驱动吸附元件，驱动吸附元件固联在驱动吸附元件安装板上，并且驱动吸附元件安装板与安装壳体固联，所述安装壳体上还连接有驱动行星减速器，所述驱动行星减速器与驱动电机相连，所述驱动轮与驱动行星减速器输出轴相连。驱动吸附元件所产生的吸附力，将整个第一吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

进一步的，所述驱动吸附元件为永磁体、电磁铁或真空吸盘。

进一步的，所述安装壳体上设计有驱动行星减速器定位止口和整体定位止口，所述驱动行星减速器通过驱动行星减速器定位止口定位并安装到安装壳体上。可以保证驱动行星减速器的安装精度，以及整个模块与移动平台的安装精度，安装和定位可靠。驱动行星减速器有单级速比大、高承载能力、高速比、产品形式丰富等特点，可根据需要快速选择需要的型号。进一步的，所述驱动轮通过胀紧套安装在驱动行星减速器输出轴上。胀紧套可以传递较大的轴向力和扭矩，具有自定心功能，能保证驱动轮与驱动行星减速器输出轴有较高的同心度。

进一步的，所述驱动电机与驱动行星减速器输入端固联，将旋转运动和动力经驱动行星减速器传递到驱动轮上。

所述可吸附式模块化转向轮包括第二吸附模块、转向轮安装支架、转向轮、转向模块安装平板、行星减速器和转向电机；所述第二吸附模块包括转向吸附元件安装板和转向吸附元件，所述转向吸附元件固联在所述转向吸附元件安装板上，所述转向吸附元件安装板与转向轮安装支架固联，所述转向轮安装支架与转向行星减速器的输出轴固联，所述输出轴上设置有所述转向轮，所述转向行星减速器和所述转向电机分别连接在转向模块安装平板上。转向吸附元件所产生的吸附力，将整个第二吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

进一步的，所述转向吸附元件为永磁体、电磁铁或真空吸盘。

进一步的，所述转向行星减速器的输出轴与转向轮安装支架固联。

进一步的，所述转向轮通过转向轮安装轴、轴承座安装在转向轮安装支架上。

进一步的，所述转向轮安装支架上设计有与转向行星减速器输出轴上的凸缘相配合的内止口，通过止口定位安装到转向行星减速器的输出端。进一步的，所述转向模块安装板上分别设置有与转向行星减速器、转向电机相配合的凹槽，用于与转向电机和转向行星减速器的凸缘配合实现定位，同时还设置有与车架上凹槽相配合的凸缘，所有用于配合的凸缘和凹槽均有较高的加工精度，可以达到快速定位的作用，转向行星减速器与转向电机通过定位止口可以快速定位并固接在转向模块安装板上，可吸附式模块化转向轮可以快速定位安装到车架上，定位精度高。

进一步的，所述转向电机和转向行星减速器之间安装有齿形带传动机构，转向电机的旋转运动和动力经齿形带传动机构、转向行星减速器传递到转向轮安装支架上，带动转向轮、第二吸附模块整体一起转向。

本发明的工作原理为：

移动平台根据需要选择相应数目的可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮，移动平台由可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮支撑并吸附在目标表面上，驱动轮转动可带动移动平台在目标表面上前进和后退，转向轮带动移动平台在目标表面上转向，转向轮和驱动轮共同作用实现移动平台在目标表面上的全方位的运动。

驱动电机与行星减速器输入端固联，将旋转运动和动力传递给驱动行星减速器，并且由于驱动轮通过胀紧套安装在驱动行星减速器减速器输出轴上，所以驱动电机带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮上，从而带动驱动轮的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体上，而安装壳体固连在吸附元件安装板上，所以吸附元件能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

转向电机固定在转向模块安装平板上，并且转向电机通过齿形带传动机构与行星减速器相连，由于行星减速器的输出轴是与转向轮安装支架相连，而转向轮安装支架通过轴承座和转向轮安装轴与转向轮相连，所以转向电机的旋转运动和动力能传递到转向轮安装支架上，从而带动转向轮转向。而转向轮安装支架是固连在吸附元件安装板上，所以吸附元件能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

本发明的优点在于：

1.本发明采用模块化设计理念，可根据使用需求，将可吸附式模块化驱动轮和可吸附式模块化转向轮进行自由组合，拆装和维护方便，便于实现产品系列化；本申请的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮、驱动轮，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座、轴、安装支架、减速器、电机…,现有技术中涉及的移动平台，吸附机构、驱动轮，转向轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将移动平台涉及的驱动和转向作为单独模块，进行设计，充分考虑了安装、定位的方便，可以根据实际需要选择三轮驱动、四轮驱动、单独转向轮、多个转向轮按需要的尺寸进行安装，只需考虑每个模块的接口就可以，不用每个零件单独考虑安装、定位和选择。

2.本发明采用整体车架，加工和安装基准统一，保证各个车轮的安装精度，运动精度高。

3.本发明各个车轮均设计有吸附模块，提供足够的吸附力，负载能力强，保证设备可以实现空间内各个方位的移动，安全、可靠的增加机器人的作业范围。

4.本发明将控制模块集成在移动平台内部，布线简单，结构紧凑，不需要再增加新的控制装置。

5.转向轮和驱动轮选择行星减速器，单级速比大、结构紧凑、负载能力强、精度高，可以实现高精度的转向控制。

6.转向轮和驱动轮转向模块安装板采用整体加工，并设计有统一的安装和定位基准，拆装方便，重复定位精度高。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

图2为本发明可吸附式模块化驱动轮结构示意图。

图3为本发明可吸附式模块化转向轮结构示意图。

图4为本发明实施例外观示意图。

图5为本发明采用一个可吸附式模块化转向轮和两个可吸附式模块化驱动轮组成的三轮可吸附式全方位移动平台实施例示意图。

图中，1是可吸附式模块化驱动轮，2是可吸附式模块化转向轮，3是整体车架，4是运动控制器，5是底板，6是快速起升装置，7是驱动吸附元件安装板，8是驱动吸附元件，9是安装壳体，10是驱动行星减速器，11是驱动电机，12是驱动轮，13是胀紧套，14是转向吸附元件安装板，15是转向吸附元件，16是转向轮安装支架，17是转向轮，18是转向行星减速器，19是转向模块安装平板，20是齿形带传动，21是转向电机，22是电机驱动器，23是电源，24是转向轮安装轴，25是轴承座。

具体实施方式

实施例1

一种全模块化的吸附式全方位移动平台包括整体车架3和底板5，所述底板5通过螺纹固联在整体车架3上，所述整体车架3上安装有可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，所述底板5上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮1上安装有快速起升装置6。可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2可以快速安装到整体车架3上，可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2的数量和布局形式可以根据使用需求改变。快速起升装置6安装在可吸附式模块化驱动轮1外侧，可以在设备工作结束时，提供较大的起升力以克服吸附力，使移动平台方便的从目标表面上取下来。采用模块化的设计方案，驱动轮12和转向轮17可以方便快速的安装到车架上，移动平台尺寸、车轮数目、负载能力都可以快速改变适应不同的需要，实现产品快速重组设计，安装、定位方便；其次，由于具有吸附能力，移动平台可以实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动。

移动平台根据需要选择相应数目的可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，移动平台由可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2支撑并吸附在目标表面上，驱动轮12转动可带动移动平台在目标表面上前进和后退，转向轮17带动移动平台在目标表面上转向，转向轮17和驱动轮12共同作用实现移动平台在目标表面上的全方位的运动。

本发明采用模块化设计理念，可根据使用需求，将可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2进行自由组合，拆装和维护方便，便于实现产品系列化；本申请的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮17、驱动轮12，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座25、轴、安装支架、减速器、电机,现有技术中涉及的移动平台，吸附机构、驱动轮12，转向轮17、轴承座25、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将移动平台涉及的驱动和转向作为单独模块，进行设计，充分考虑了安装、定位的方便，可以根据实际需要选择三轮驱动、四轮驱动、单独转向轮17、多个转向轮17按需要的尺寸进行安装，只需考虑每个模块的接口就可以，不用每个零件单独考虑安装、定位和选择。

实施例2

一种全模块化的吸附式全方位移动平台包括整体车架3和底板5，所述底板5通过螺纹固联在整体车架3上，所述整体车架3上安装有可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，所述底板5上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮1上安装有快速起升装置6；

可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2可以快速安装到整体车架3上，可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2的数量和布局形式可以根据使用需求改变。快速起升装置6安装在可吸附式模块化驱动轮1外侧，可以在设备工作结束时，提供较大的起升力以克服吸附力，使移动平台方便的从目标表面上取下来。

采用模块化的设计方案，驱动轮12和转向轮17可以方便快速的安装到车架上，移动平台尺寸、车轮数目、负载能力都可以快速改变适应不同的需要，实现产品快速重组设计，安装、定位方便；其次，由于具有吸附能力，移动平台可以实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动。

所述控制模块包括运动控制器4、电机驱动器22、电源23，所述运动控制器4、电机驱动器22、电源23均通过螺钉与底板5固联。

所述整体车架3上设置有与可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2对应的定位接口。保证整个移动平台加工和安装基准一致，可以保证每个车轮的安装精度。

所述可吸附式模块化驱动轮1包括第一吸附模块、安装壳体9、驱动行星减速器10、驱动轮12和驱动电机11，所述第一吸附模块包括驱动吸附元件安装板7和驱动吸附元件8，驱动吸附元件8固联在驱动吸附元件安装板7上，并且驱动吸附元件安装板7与安装壳体9固联，所述安装壳体9上还连接有驱动行星减速器10，所述驱动行星减速器10与驱动电机11相连，所述驱动轮12与驱动行星减速器10输出轴相连。驱动吸附元件8所产生的吸附力，将整个第一吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

所述驱动吸附元件8为永磁体、电磁铁或真空吸盘。所述安装壳体9上设计有驱动行星减速器10定位止口和整体定位止口，所述驱动行星减速器10通过驱动行星减速器10定位止口定位并安装到安装壳体9上。可以保证驱动行星减速器10的安装精度，以及整个模块与移动平台的安装精度，安装和定位可靠。驱动行星减速器10有单级速比大、高承载能力、高速比、产品形式丰富等特点，可根据需要快速选择需要的型号。

所述驱动轮12通过胀紧套13安装在驱动行星减速器10输出轴上。胀紧套13可以传递较大的轴向力和扭矩，具有自定心功能，能保证驱动轮12与驱动行星减速器10输出轴有较高的同心度。

所述驱动电机11与驱动行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力经驱动行星减速器10传递到驱动轮12上。

移动平台根据需要选择相应数目的可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，移动平台由可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2支撑并吸附在目标表面上，驱动轮12转动可带动移动平台在目标表面上前进和后退，转向轮17带动移动平台在目标表面上转向，转向轮17和驱动轮12共同作用实现移动平台在目标表面上的全方位的运动。

驱动电机与驱动行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力传递给驱动行星减速器10，并且由于驱动轮12通过胀紧套13安装在驱动行星减速器10输出轴上，所以驱动电机11带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮12上，从而带动驱动轮12的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体9上，而安装壳体9固连在驱动吸附元件安装板7上，所以驱动吸附元件8能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

实施例3

一种全模块化的吸附式全方位移动平台包括整体车架3和底板5，所述底板5通过螺纹固联在整体车架3上，所述整体车架3上安装有可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，所述底板5上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮1上安装有快速起升装置6。可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2可以快速安装到整体车架3上，可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2的数量和布局形式可以根据使用需求改变。快速起升装置6安装在可吸附式模块化驱动轮1外侧，可以在设备工作结束时，提供较大的起升力以克服吸附力，使移动平台方便的从目标表面上取下来。采用模块化的设计方案，驱动轮12和转向轮17可以方便快速的安装到车架上，移动平台尺寸、车轮数目、负载能力都可以快速改变适应不同的需要，实现产品快速重组设计，安装、定位方便；其次，由于具有吸附能力，移动平台可以实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动。

移动平台根据需要选择相应数目的可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，移动平台由可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2支撑并吸附在目标表面上，驱动轮12转动可带动移动平台在目标表面上前进和后退，转向轮17带动移动平台在目标表面上转向，转向轮17和驱动轮12共同作用实现移动平台在目标表面上的全方位的运动。

本发明采用模块化设计理念，可根据使用需求，将可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2进行自由组合，拆装和维护方便，便于实现产品系列化；本申请的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮17、驱动轮12，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座25、轴、安装支架、减速器、电机,现有技术中涉及的移动平台，吸附机构、驱动轮12，转向轮17、轴承座25、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将移动平台涉及的驱动和转向作为单独模块，进行设计，充分考虑了安装、定位的方便，可以根据实际需要选择三轮驱动、四轮驱动、单独转向轮17、多个转向轮17按需要的尺寸进行安装，只需考虑每个模块的接口就可以，不用每个零件单独考虑安装、定位和选择。

一种可吸附式模块化转向轮2包括第二吸附模块、转向轮安装支架16、转向轮17、转向模块安装平板19、转向行星减速器18和转向电机21；所述第二吸附模块包括转向吸附元件安装板14和转向吸附元件15，所述转向吸附元件15固联在所述转向吸附元件安装板14上，所述转向吸附元件安装板14与转向轮安装支架16固联，所述转向轮安装支架16与转向行星减速器18的输出轴固联，所述输出轴上设置有所述转向轮17，所述转向行星减速器18和所述转向电机21分别连接在转向模块安装平板19上。转向吸附元件15所产生的吸附力，将整个第二吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

转向吸附元件15为永磁体、电磁铁或真空吸盘。所述转向行星减速器18的输出轴与转向轮安装支架16固联。从而保证转向轮17以轴为中心回转。所述转向轮17通过转向轮安装轴24、轴承座25安装在转向轮安装支架16上。

转向轮安装支架16上设计有与转向行星减速器18输出轴上的凸缘相配合的内止口，通过止口定位安装到转向行星减速器18的输出端。止口是两个连接件上加工好的定位表面，因为加工精度高，有限位作用，所以安装后能精确定位，常见的有内止口和外止口，如两个圆盘相连接，一个凸缘和一个凹缘配合起来，就可以保证两个圆盘的同轴度。止口是行业术语，本领域相关技术人员知晓该概念。

转向模块安装板上分别设置有与转向行星减速器18、转向电机21相配合的凹槽，用于与转向电机21和转向行星减速器18的凸缘配合实现定位，同时还设置有与车架上凹槽相配合的凸缘，所有用于配合的凸缘和凹槽均有较高的加工精度，可以达到快速定位的作用，转向行星减速器18与转向电机21通过定位止口可以快速定位并固接在转向模块安装板上，可吸附式模块化转向轮2可以快速定位安装到车架上，定位精度高。

转向电机21和转向行星减速器18之间安装有齿形带传动20机构，转向电机21的旋转运动和动力经齿形带传动20机构、转向行星减速器18传递到转向轮安装支架16上，带动转向轮17、第二吸附模块整体一起转向。

转向电机21固定在转向模块安装平板19上，并且转向电机21通过齿形带传动20机构与转向行星减速器18相连，由于转向行星减速器18的输出轴是与转向轮安装支架16相连，而转向轮安装支架16通过轴承座25和转向轮安装轴24与转向轮17相连，所以转向电机21的旋转运动和动力能传递到转向轮安装支架16上，从而带动转向轮17转向。而转向轮安装支架16是固连在转向吸附元件安装板14上，所以转向吸附元件15能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

实施例4

一种全模块化的吸附式全方位移动平台包括整体车架3和底板5，所述底板5通过螺纹固联在整体车架3上，所述整体车架3上安装有可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，所述底板5上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮1上安装有快速起升装置6。可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2可以快速安装到整体车架3上，可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2的数量和布局形式可以根据使用需求改变。快速起升装置6安装在可吸附式模块化驱动轮1外侧，可以在设备工作结束时，提供较大的起升力以克服吸附力，使移动平台方便的从目标表面上取下来。采用模块化的设计方案，驱动轮12和转向轮17可以方便快速的安装到车架上，移动平台尺寸、车轮数目、负载能力都可以快速改变适应不同的需要，实现产品快速重组设计，安装、定位方便；其次，由于具有吸附能力，移动平台可以实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动。

所述控制模块包括运动控制器4、电机驱动器22、电源23，所述运动控制器4、电机驱动器22、电源23均通过螺钉与底板5固联。

所述整体车架3上设置有与可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2对应的定位接口。保证整个移动平台加工和安装基准一致，可以保证每个车轮的安装精度。

所述可吸附式模块化驱动轮1包括第一吸附模块、安装壳体9、驱动行星减速器10、驱动轮12和驱动电机11，所述第一吸附模块包括驱动吸附元件安装板7和驱动吸附元件8，驱动吸附元件8固联在驱动吸附元件安装板7上，并且驱动吸附元件安装板7与安装壳体9固联，所述安装壳体9上还连接有驱动行星减速器10，所述驱动行星减速器10与驱动电机11相连，所述驱动轮12与驱动行星减速器10输出轴相连。驱动吸附元件8所产生的吸附力，将整个第一吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

所述驱动吸附元件8为永磁体、电磁铁或真空吸盘。

所述安装壳体9上设计有驱动行星减速器10定位止口和整体定位止口，所述驱动行星减速器10通过驱动行星减速器10定位止口定位并安装到安装壳体9上。可以保证驱动行星减速器10的安装精度，以及整个模块与移动平台的安装精度，安装和定位可靠。驱动行星减速器10有单级速比大、高承载能力、高速比、产品形式丰富等特点，可根据需要快速选择需要的型号。定位止口是两个连接件上加工好的定位表面，因为加工精度高，有限位作用，所以安装后能精确定位，常见的有内止口和外止口，如两个圆盘相连接，一个凸缘和一个凹缘配合起来，就可以保证两个圆盘的同轴度。止口是行业术语。

所述驱动轮12通过胀紧套13安装在驱动行星减速器10输出轴上。胀紧套13可以传递较大的轴向力和扭矩，具有自定心功能，能保证驱动轮12与驱动行星减速器10输出轴有较高的同心度。所述驱动电机11与驱动行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力经驱动行星减速器10传递到驱动轮12上。

所述可吸附式模块化转向轮2包括第二吸附模块、转向轮安装支架16、转向轮17、转向模块安装平板19、转向行星减速器18和转向电机21；所述第二吸附模块包括转向吸附元件安装板14和转向吸附元件15，所述转向吸附元件15固联在所述转向吸附元件安装板14上，所述转向吸附元件安装板14与转向轮安装支架16固联，所述转向轮安装支架16与转向行星减速器18的输出轴固联，所述输出轴上设置有所述转向轮17，所述转向行星减速器18和所述转向电机21分别连接在转向模块安装平板19上。转向吸附元件15所产生的吸附力，将整个第二吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。

所述转向吸附元件15为永磁体、电磁铁或真空吸盘。所述转向行星减速器18的输出轴与转向轮安装支架16固联。从而保证转向轮17以轴为中心回转。所述转向轮17通过转向轮安装轴24、轴承座25安装在转向轮安装支架16上。

所述转向轮安装支架16上设计有与转向行星减速器18输出轴上的凸缘相配合的内止口，通过止口定位安装到转向行星减速器18的输出端。止口是两个连接件上加工好的定位表面，因为加工精度高，有限位作用，所以安装后能精确定位，常见的有内止口和外止口，如两个圆盘相连接，一个凸缘和一个凹缘配合起来，就可以保证两个圆盘的同轴度。止口是行业术语，本领域相关技术人员知晓该概念。

所述转向模块安装板上分别设置有与转向行星减速器18、转向电机21相配合的凹槽，用于与转向电机21和转向行星减速器18的凸缘配合实现定位，同时还设置有与车架上凹槽相配合的凸缘，所有用于配合的凸缘和凹槽均有较高的加工精度，可以达到快速定位的作用，转向行星减速器18与转向电机21通过定位止口可以快速定位并固接在转向模块安装板上，可吸附式模块化转向轮2可以快速定位安装到车架上，定位精度高。

所述转向电机21和转向行星减速器18之间安装有齿形带传动20机构，转向电机21的旋转运动和动力经齿形带传动20机构、转向行星减速器18传递到转向轮安装支架16上，带动转向轮17、第二吸附模块整体一起转向。

移动平台根据需要选择相应数目的可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2，移动平台由可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2支撑并吸附在目标表面上，驱动轮12转动可带动移动平台在目标表面上前进和后退，转向轮17带动移动平台在目标表面上转向，转向轮17和驱动轮12共同作用实现移动平台在目标表面上的全方位的运动。

驱动电机与驱动行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力传递给驱动行星减速器10，并且由于驱动轮12通过胀紧套13安装在驱动行星减速器10输出轴上，所以驱动电机11带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮12上，从而带动驱动轮12的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体9上，而安装壳体9固连在驱动吸附元件安装板7上，所以驱动吸附元件8能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

转向电机21固定在转向模块安装平板19上，并且转向电机21通过齿形带传动20机构与行星减速器相连，由于行星减速器的输出轴是与转向轮安装支架16相连，而转向轮安装支架16通过轴承座25和转向轮安装轴24与转向轮17相连，所以转向电机21的旋转运动和动力能传递到转向轮安装支架16上，从而带动转向轮17转向。而转向轮安装支架16是固连在转向吸附元件安装板14上，所以驱动吸附元件8能将上述所有结构吸附在指定的位置上。

本发明采用模块化设计理念，可根据使用需求，将可吸附式模块化驱动轮1和可吸附式模块化转向轮2进行自由组合，拆装和维护方便，便于实现产品系列化；本申请的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮17、驱动轮12，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座25、轴、安装支架、减速器、电机…,现有技术中涉及的移动平台，吸附机构、驱动轮12，转向轮17、轴承座25、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将移动平台涉及的驱动和转向作为单独模块，进行设计，充分考虑了安装、定位的方便，可以根据实际需要选择三轮驱动、四轮驱动、单独转向轮17、多个转向轮17按需要的尺寸进行安装，只需考虑每个模块的接口就可以，不用每个零件单独考虑安装、定位和选择。

本发明采用整体车架3，加工和安装基准统一，保证各个车轮的安装精度，运动精度高。本发明各个车轮均设计有吸附模块，提供足够的吸附力，负载能力强，保证设备可以实现空间内各个方位的移动，安全、可靠的增加机器人的作业范围。本发明将控制模块集成在移动平台内部，布线简单，结构紧凑，不需要再增加新的控制装置。转向轮17和驱动轮12选择行星减速器，单级速比大、结构紧凑、负载能力强、精度高，可以实现高精度的转向控制。转向轮17和驱动轮12转向模块安装板采用整体加工，并设计有统一的安装和定位基准，拆装方便，重复定位精度高。

实施例5

以下结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，两个可吸附式模块化驱动轮1和一个可吸附式模块化转向轮2安装在整体车架3上，整体车架3上开有三个定位槽，用来保证三个车轮的安装位置，确保转向轮安装在两个驱动轮中心线上，同时保证转向轮轴心与两个驱动轮的位置精确，实现高精度的运动控制。如图2所示，可吸附式模块化驱动轮1由吸附元件安装板7，吸附元件8，安装壳体9，行星减速器10，驱动电机11，驱动轮12，胀紧套13组成。吸附元件8按一定的方式安装在吸附元件安装板7上，构成第一吸附模块，吸附元件可以是磁铁或吸盘，第一吸附模块与安装壳体9固联，安装壳体9上设计有与整体车架3配合的定位槽口，可以保证整个模块快速定位安装到整体车架3上。驱动行星减速器10的壳体与安装壳体9通过止口定位并固联，驱动轮通过胀紧套13安装在驱动行星减速器10的输出轴，胀紧套13的内圈与驱动行星减速器10的输出轴配合，外圈与驱动轮12的内圆配合，通过胀紧套13的自定心功能，保证驱动轮12与驱动行星减速器10的输出轴有较高的同心度。驱动电机11安装在行星减速器11输入端，驱动电机将旋转运动和动力经驱动行星减速器10传递到驱动轮12上，带动驱动轮12旋转。如图3所示，可吸附式模块化转向轮2由吸附元件安装板14，吸附元件15，转向轮安装支架16，转向轮17，行星减速器18，转向模块安装平板19，齿形带传动机构20，转向电机21，转向轮安装轴24、轴承座25组成。吸附元件15安装在吸附元件安装平板14上组成第二吸附模块，吸附元件15可以是磁铁或吸盘。吸附元件安装板14与转向轮安装支架16固联，转向轮17通过转向轮安装轴24、轴承座25安装在转向轮安装支架16上，转向轮安装支架16与行星减速器18的输出轴通过止口定位并固联。转向轮安装支架16、转向轮17、第二吸附模块都可以随行星减速器18的输出轴旋转，实现转向功能。行星减速器18的壳体通过止口定位并固联到转向模块安装平板19上，转向电机21的壳体通过止口定位并固联到转向模块安装平板19上，转向电机19与行星减速器18的输人轴通过齿形带传动机构20连接，传递运动和动力，实现转向。转向电机19带有绝对位置编码器，配合高精度的行星减速器18可以高精度的控制转向轮转向角度。如图1所示，运动控制器4、驱动器22、电源23均安装在与整体车架3固联的底板5上，将运动控制指令传到运动控制器4上，就可以实现对驱动和转向的控制，不需要新增额外的控制柜。快速起升装置6采用连杆机构，通过支架与可吸附式模块化驱动轮1固接，只需转动连杆机构的把手，就可以提供足够的起升力，使吸附装置与目标表面分开，快速从目标表面上取下来。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而己，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：包括整体车架（3）和底板（5），所述底板（5）固联在整体车架（3）上，所述整体车架（3）上安装有可吸附式模块化驱动轮（1）和可吸附式模块化转向轮（2），所述底板（5）上连接有控制模块，所述可吸附式模块化驱动轮（1）上安装有快速起升装置（6）；

所述可吸附式模块化驱动轮（1）包括第一吸附模块、安装壳体（9）、驱动行星减速器（10）、驱动轮（12）和驱动电机（11），所述第一吸附模块包括驱动吸附元件安装板（7）和驱动吸附元件（8），驱动吸附元件（8）固联在驱动吸附元件安装板（7）上，并且驱动吸附元件安装板（7）与安装壳体（9）固联，所述安装壳体（9）上还连接有驱动行星减速器（10），所述驱动行星减速器（10）与驱动电机（11）相连，所述驱动轮（12）与驱动行星减速器（10）输出轴相连；

所述可吸附式模块化转向轮（2）包括第二吸附模块、转向轮安装支架（16）、转向轮（17）、转向模块安装平板（19）、转向行星减速器（18）和转向电机（21）；所述第二吸附模块包括转向吸附元件安装板（14）和转向吸附元件（15），所述转向吸附元件（15）固联在所述转向吸附元件安装板（14）上，所述转向吸附元件安装板（14）与转向轮安装支架（16）固联，所述转向轮安装支架（16）与转向行星减速器（18）的输出轴固联，所述输出轴上设置有所述转向轮（17），所述转向行星减速器（18）和所述转向电机（21）分别连接在转向模块安装平板（19）上。

2.根据权利要求1所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述控制模块包括运动控制器（4）、电机驱动器（22）、电源（23），所述运动控制器（4）、电机驱动器（22）、电源（23）均与底板（5）固联。

3.根据权利要求2所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述整体车架（3）上设置有与可吸附式模块化驱动轮（1）和可吸附式模块化转向轮（2）对应的定位接口。

4.根据权利要求1所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述驱动吸附元件（8）为永磁体、电磁铁或真空吸盘；所述安装壳体（9）上设计有驱动行星减速器（10）定位止口和整体定位止口，所述驱动行星减速器（10）通过驱动行星减速器（10）定位止口定位并安装到安装壳体（9）上。

5.根据权利要求4所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述驱动轮（12）通过胀紧套（13）安装在驱动行星减速器（10）输出轴上；所述驱动电机（11）与驱动行星减速器（10）输入端固联，将旋转运动和动力经驱动行星减速器（10）传递到驱动轮（12）上。

6.根据权利要求1所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述转向吸附元件（15）为永磁体、电磁铁或真空吸盘；所述转向行星减速器（18）的输出轴与转向轮安装支架（16）固联。

7.根据权利要求6所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述转向轮（17）通过转向轮安装轴（24）、轴承座（25）安装在转向轮安装支架（16）上；所述转向轮安装支架（16）上设计有与转向行星减速器（18）输出轴上的凸缘相配合的内止口，通过止口定位安装到转向行星减速器（18）的输出端。

8.根据权利要求7所述的一种全模块化的吸附式全方位移动平台，其特征在于：所述转向模块安装板上分别设置有与转向行星减速器（18）、转向电机（21）相配合的凹槽，用于与转向电机（21）和转向行星减速器（18）的凸缘配合实现定位，同时还设置有与车架上凹槽相配合的凸缘，转向行星减速器（18）与转向电机（21）通过定位止口定位并固接在转向模块安装板上，可吸附式模块化转向轮（2）定位安装到车架上；所述转向电机（21）和转向行星减速器（18）之间安装有齿形带传动（20）机构，转向电机（21）的旋转运动和动力经齿形带传动（20）机构、转向行星减速器（18）传递到转向轮安装支架（16）上，带动转向轮（17）、第二吸附模块整体一起转向。