CN106183681A - 带有减震装置的全方位移动平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有减震装置的全方位移动平台，属于全方位移动平台领域，所述带有减震装置的全方位移动平台，包括车架、麦克纳姆轮和电机驱动机构，所述车架上设置有用于固定所述电机驱动机构的电机座，所述电机驱动机构的输出端设置有用于固定所述麦克纳姆轮的轮毂，其特征在于，所述车架与电机座之间设置有减震装置，所述减震装置包括阻尼弹簧和一对相对于所述阻尼弹簧对称安装的减震器。本发明能够被动的自适应不平地形，保证所有麦克纳姆轮均能够接触地面并分担全方位移动平台的载荷，提高全方位移动平台的可控性和越障能力，同时能够降低全方位移动平台运动时的振动。

Description

带有减震装置的全方位移动平台
技术领域
本发明涉及一种全方位移动平台，特别是指一种带有减震装置的全方位移动平台。
背景技术
基于麦克纳姆轮的全向移动平台为一种新型的负载运输车体，以其具有的全向移动、转向空间小、安全环保、操作灵活等优点，已广泛运用于移动机器人、叉车、搬运车和轮椅等领域。使用麦克纳姆轮作为行走机构时，移动平台运动时，要求四轮与地面能够良好的接触，且均衡承重，因此，要求基于麦克纳姆轮的移动平台的适用场合的地面尽量的平整。但实际的地面并不一定都十分理想，可能存在变坡、凸台、台阶、沟道等障碍地形，在这种情况下，基于麦克纳姆轮的移动平台可能存在某个车轮悬空或者车轮承重不均的情况。这样，基于麦克纳姆轮的移动平台的运动将不能得到良好的控制，运动和控制将存在较大的偏差，越障性能和地形适应性不佳，同时在地面不平整的情况下，基于麦克纳姆轮的移动平台在运动过程中存在较大的震动。因此，受麦克纳姆轮外形结构的限制，研究一种能够自适应地形的，运行时与地面接触良好，较均匀的分担承重，具有一定的越障能力，同时减小整车震动的麦克纳姆轮移动平台十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够被动的自适应不平地形，保证所有麦克纳姆轮均能够接触地面并分担全方位移动平台的载荷，提高全方位移动平台的可控性和越障能力，同时能够降低全方位移动平台运动时的振动的带有减震装置的全方位移动平台。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种带有减震装置的全方位移动平台，包括车架、麦克纳姆轮和电机驱动机构，所述车架上设置有用于固定所述电机驱动机构的电机座，所述电机驱动机构的输出端设置有用于固定所述麦克纳姆轮的轮毂，所述车架与电机座之间设置有减震装置，所述减震装置包括阻尼弹簧和一对相对于所述阻尼弹簧对称安装的减震器。
进一步的，所述对称安装的减震器的安装位置与所述阻尼弹簧的安装位置在水平方向的投影形成等腰三角形。
进一步的，所述对称安装的减震器与竖直方向成角度安装。
进一步的，所述电机座的上部设置有支撑板，所述车架上设置有用于固定所述阻尼弹簧的第一固定座，所述阻尼弹簧的另一端固定在所述支撑板上，所述阻尼弹簧的外侧设置有阻尼弹簧上座和阻尼弹簧下座，所述阻尼弹簧上座与阻尼弹簧下座之间采用滑动连接，所述阻尼弹簧上座与第一固定座固定连接，所述阻尼弹簧下座与支撑板固定连接。
进一步的，所述车架上设置有与所述减震器铰接连接的第二固定座，所述减震器的另一端铰接连接有支撑座，所述支撑座与支撑板固定连接。
进一步的，所述电机驱动机构的输出端设置有用于固定所述轮毂的传动轴，所述传动轴的外圆上套设有轴承，所述轴承的外圆上套设在有轴承座，所述轴承座与支撑板固定连接，所述轴承座的两端设置有用于固定所述轴承端面的止推环。
进一步的，所述传动轴与轴承之间设有端部带有外螺纹的圆套管，所述圆套管通过圆螺母固定在所述传动轴上。
进一步的，所述轴承座包括轴承上座和轴承下座，所述轴承上座与轴承下座之间固定连接，所述支撑座固定连接在所述轴承下座上。
进一步的，所述电机驱动机构包括电机和减速机，所述减震器为液力减震器。
进一步的，所述车架的底部设置有用于放置所述电机驱动机构的控制系统的控制盒。
本发明具有以下有益效果：
与现有技术相比，本发明的带有减震装置的全方位移动平台的减震装置设置在电机驱动机构和车架之间，在全方位移动平台遇到变坡、凸台、台阶、沟道等障碍地形时能够将麦克纳姆轮受到的振动力经过电机座传递到减震装置，通过减震装置将振动力消散，保证了所有麦克纳姆轮与地面始终接触，同时全方位移动平台受到的载荷分担到所有的麦克纳姆轮上，运动得到有效的控制，具有一定的越障能力，减震装置的结构设为两个减震器相对于阻尼弹簧对称安装，能够与阻尼弹簧共同作用对受到的振动力起到更好的消散作用。
附图说明
图1为本发明的带有减震装置的全方位移动平台的立体结构示意图；
图2为本发明的带有减震装置的全方位移动平台的单个麦克纳姆轮部位的结构示意图；
图3为本发明的带有减震装置的全方位移动平台的单个麦克纳姆轮部位的内部结构示意图；
图4为本发明的带有减震装置的全方位移动平台的侧视图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种带有减震装置的全方位移动平台，如图1至图4所示，包括车架1、麦克纳姆轮10和电机驱动机构5，车架1上设置有用于固定电机驱动机构5的电机座6，电机驱动机构5的输出端设置有用于固定麦克纳姆轮10的轮毂9，车架1与电机座6之间设置有减震装置，减震装置包括阻尼弹簧12和一对相对于阻尼弹簧12对称安装的减震器2。
本发明的带有减震装置的全方位移动平台的减震装置设置在电机驱动机构5和车架1之间，在全方位移动平台遇到变坡、凸台、台阶、沟道等障碍地形时能够将麦克纳姆轮10受到的振动力经过电机座6传递到减震装置，通过减震装置将振动力消散，保证了所有麦克纳姆轮10与地面始终接触，同时全方位移动平台受到的载荷分担到所有的麦克纳姆轮10上，运动得到有效的控制，具有一定的越障能力，减震装置的结构设为两个减震器2相对于阻尼弹簧12对称安装，能够与阻尼弹簧12共同作用对受到的振动力起到更好的消散作用。
作为本发明的一种改进，对称安装的减震器2的安装位置与阻尼弹簧12的安装位置在水平方向的投影优选为形成等腰三角形。这种结构能够保证车架1与电机驱动机构5之间连接部位的平稳性，避免减震器2和阻尼弹簧12受力不均匀。
优选的，对称安装的减震器2与竖直方向可以成角度安装。这种安装方式能够避免全方位移动平台移动式扭力过大，防止减震器2和阻尼弹簧12产生变形。
进一步的，电机座6的上部优选设置有支撑板11，车架1上设置有用于固定阻尼弹簧12的第一固定座14，阻尼弹簧12的另一端固定在支撑板11上，阻尼弹簧12的外侧设置有阻尼弹簧上座3和阻尼弹簧下座4，阻尼弹簧上座3与阻尼弹簧下座4之间采用滑动连接，阻尼弹簧上座3与第一固定座14固定连接，阻尼弹簧下座4与支撑板11固定连接。第一固定座14与车架1固定连接的时候，为保证安装精度，可以在第一固定座14和车架1上设置定位销孔；尼弹簧上座3与阻尼弹簧下座4主要是防止阻尼弹簧12在扭矩过大的时候发生侧斜。
优选的，车架1上可以设置有与减震器2铰接连接的第二固定座13，减震器2的另一端铰接连接有支撑座8，支撑座8与支撑板11固定连接。减震器2与第二固定座13以及减震器2与支撑座8铰接连接的方式能够保证减震器2在麦克纳姆轮10受到振动力时正常工作，减震器2通过上下移动将振动力消散。
作为本发明的另一种改进，电机驱动机构5的输出端优选设置有用于固定轮毂9的传动轴15，传动轴15的外圆上套设有轴承17，轴承17的外圆上套设在有轴承座7，轴承座7与支撑板11固定连接，轴承座7的两端设置有用于固定轴承17端面的止推环16。麦克纳姆轮10通过轮毂9和传动轴15与电机驱动机构5连接，使得电机驱动机构5通电后能够带动麦克纳姆轮10转动，实现全方位移动平台的移动，传动轴15通过轴承17和轴承座7与支撑板11连接，增加了电机驱动机构5和麦克纳姆轮10的稳定性，并且麦克纳姆轮10与地面产生的振动能够通过轴承座7传递给减震器2和阻尼弹簧12，轴承17主要起承担载荷的作用，保证传动轴15的转动，止推环16的设置能够防止轴承17沿轴向移动。
进一步的，传动轴15与轴承17之间优选设有端部带有外螺纹的圆套管18，圆套管18通过圆螺母19固定在传动轴15上。圆套管18将传动轴15与轴承17隔离开来，传动轴15在电机驱动机构5的带动下转动的时候，通过圆套管18带动轴承17的内圈转动，能够减少传动轴15的磨损，延长使用时间，而圆套管18和轴承17损坏后更换简单方便，进行更换和维修的时候无需拆卸麦克纳姆轮10和轮毂9。
优选的，轴承座7可以包括轴承上座和轴承下座，轴承上座与轴承下座之间固定连接，支撑座8固定连接在轴承下座上。轴承座7的这种结构容易安装和更换轴承17，省时省力。
进一步的，电机驱动机构5优选包括电机51和减速机52，减震器2优选为液力减震器。减速机52能够使得电机51在功率不变的条件下更改输出转速和扭矩，便于全方位移动平台的移动速度的控制；当麦克纳姆轮10出现振动时，液力减震器的活塞在减震器的缸筒内往复移动，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力，达到减震的作用。
优选的，车架1的底部设置有用于放置电机驱动机构5的控制系统的控制盒20。控制盒20固定在车架1的底部方便与电机驱动机构5的接线，线路可以直接固定在车架1的底部，既安全又节省空间。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带有减震装置的全方位移动平台，包括车架、麦克纳姆轮和电机驱动机构，所述车架上设置有用于固定所述电机驱动机构的电机座，所述电机驱动机构的输出端设置有用于固定所述麦克纳姆轮的轮毂，其特征在于，所述车架与电机座之间设置有减震装置，所述减震装置包括阻尼弹簧和一对相对于所述阻尼弹簧对称安装的减震器。
2.根据权利要求1所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述对称安装的减震器的安装位置与所述阻尼弹簧的安装位置在水平方向的投影形成等腰三角形。
3.根据权利要求2所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述对称安装的减震器与竖直方向成角度安装。
4.根据权利要求3所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述电机座的上部设置有支撑板，所述车架上设置有用于固定所述阻尼弹簧的第一固定座，所述阻尼弹簧的另一端固定在所述支撑板上，所述阻尼弹簧的外侧设置有阻尼弹簧上座和阻尼弹簧下座，所述阻尼弹簧上座与阻尼弹簧下座之间采用滑动连接，所述阻尼弹簧上座与第一固定座固定连接，所述阻尼弹簧下座与支撑板固定连接。
5.根据权利要求4所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述车架上设置有与所述减震器铰接连接的第二固定座，所述减震器的另一端铰接连接有支撑座，所述支撑座与支撑板固定连接。
6.根据权利要求4或5所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述电机驱动机构的输出端设置有用于固定所述轮毂的传动轴，所述传动轴的外圆上套设有轴承，所述轴承的外圆上套设在有轴承座，所述轴承座与支撑板固定连接，所述轴承座的两端设置有用于固定所述轴承端面的止推环。
7.根据权利要求6所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述传动轴与轴承之间设有端部带有外螺纹的圆套管，所述圆套管通过圆螺母固定在所述传动轴上。
8.根据权利要求6所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述轴承座包括轴承上座和轴承下座，所述轴承上座与轴承下座之间固定连接，所述支撑座固定连接在所述轴承下座上。
9.根据权利要求1所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述电机驱动机构包括电机和减速机，所述减震器为液力减震器。
10.根据权利要求9所述的带有减震装置的全方位移动平台，其特征在于，所述车架的底部设置有用于放置所述电机驱动机构的控制系统的控制盒。
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