CN106585363A - 一种移动轮及具有其的移动平台和移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能移动领域，具体公开一种移动轮及具有该移动轮的移动平台和移动机器人。本发明提供的移动轮，其包括电机、轮轴支撑座、主动轴套和转动轮；其中，轮轴支撑座套设在电机上，与电机固定连接；主动轴套包括轴瓦及与轴瓦轴向连接的轴颈，轴瓦套设在轮轴支撑座上，轴颈套设在电机的动力输出轴上，电机的动力输出轴能带动主动轴套转动；轴颈与转动轮轴向固定连接，结构更紧凑、传动误差小、控制精度高、行走方式更加灵活多样化且易安装拆卸。

Description

一种移动轮及具有其的移动平台和移动机器人

技术领域

本发明涉及智能移动领域，特别涉及一种移动轮及具有该移动轮的移动平台和移动机器人。

背景技术

现有的智能移动平台，一般采用齿轮传动和带传动的传动方式，而这两种传动方式存在：1、占用大量的空间，使驱动部分的布置受到局限；2、通过传动会产生一定的误差，降低控制的精度；3、安装以及调试都比较繁琐、零碎等缺点。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的智能移动平台的传动方式占用大量的空间、存在误差及安装、调试繁琐等问题，提供一种结构更紧凑、传动误差小、控制精度高、行走方式更加灵活多样化且易安装拆卸的移动轮及具有该移动轮的移动平台和移动机器人。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种移动轮，其包括电机、轮轴支撑座、主动轴套和转动轮；其中，轮轴支撑座套设在电机上，与电机固定连接；主动轴套包括轴瓦及与轴瓦轴向连接的轴颈，所述轴瓦套设在轮轴支撑座上，所述轴颈套设在电机的动力输出轴上，所述电机的动力输出轴能带动主动轴套转动；轴颈与转动轮轴向固定连接。

一些实施例中，轮轴支撑座与轴瓦之间还设有轴承，所述轴承套设在轮轴支撑座上并支撑所述主动轴套。

一些实施例中，轮轴支撑座与主动轴套相对的端部，以及轴承与主动轴套相对的端部，分别与主动轴套之间设有轴承挡圈。

一些实施例中，轴颈与电机的动力输出轴的连接为键连接。

一些实施例中，轮轴支撑座与电机的固定连接为法兰连接。

一些实施例中，轴颈与转动轮的固定连接为法兰连接。

一些实施例中，转动轮为麦克纳姆轮。

本发明同时还提供了一种移动平台，该移动平台包括轮系支撑座和移动轮，其中，移动轮为上述移动轮，所述轮系支撑座套设在电机上与轮轴支撑座轴向固定连接。

一些实施例中，轮系支撑座与轮轴支撑座的固定连接为法兰连接。

本发明同时还提供了一种移动机器人，该移动机器人包括机器人本体及若干移动平台，其中，移动平台为上述移动平台，所述机器人本体位于移动平台的轮系支撑座上。

一些实施例中，移动平台包括四个，每个所述移动平台的轮系支撑座具有支撑机器人本体的支撑平台，所述机器人本体的四个底角上分别设有一个止口，每个止口与支撑平台通过固定件固定连接。

本发明的有益效果在于：

本发明的移动轮采用如上结构，为独立整体结构，不仅更利于模块的安装、拆卸以及检测调试等，而且结构更紧凑。特别是本发明的移动轮电机为直连，直接通过电机的转动带动套设在动力输出轴上的主动轴套转动，主动轴套转动带动固定连接在主动轴套上的转动轮转动，即实现电机带动转动轮转动，结构紧凑节省空间，而且传动的误差小，控制精度较高。

本发明的移动轮应用于智能移动领域，能为日益发展的服务型智能移动领域提供一个新的移动方案，使智能服务类机器人能够有更灵活的移动方式，解决狭小空间以及复杂动作时的作业问题，使移动机器人的行走方式更加灵活多样化，提高了移动机器人的控制精度，且本发明的移动轮与机器人本体为独立的模块，可拆卸，便于检测调试及更换等。

附图说明

图1是本发明提供的移动机器人的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明提供的移动平台的一个实施例的立体结构示意图。

图3是本发明提供的如图1所示的移动平台的剖面结构示意图。

附图标记:

1—机器人本体的框架；2—移动平台；3—轴承挡圈；4—轴承内圈隔套；5—主动轴套；6—主动轴套端盖；7—轴承外圈隔套；8—麦克纳姆轮；9—轴承；10—电机；11—轮轴支撑座；12—轮系支撑座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，

可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做详细说明。

如附图2、3所示，本发明提供了一种移动轮，该移动轮包括电机10、轮轴支撑座11、主动轴套5和转动轮。

其中，轮轴支撑座11套设在电机10上，与电机10固定连接。如图2所示，本发明的具体实施例中，轮轴支撑座11与电机10的固定连接为法兰连接，其中，法兰连接是一种管路连接方式，本发明具体实施例为先把电机10和轮轴支撑座11各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来，是一种可拆卸的接头。

主动轴套5包括轴瓦51及与轴瓦51轴向连接的轴颈52，轴瓦51与轴颈52可以为一体结构。其中，轴瓦51套设在轮轴支撑座11上，轴颈52套设在电机10的动力输出轴上，电机10的动力输出轴能带动主动轴套5转动，本发明的具体实施例中，通过轴颈52与电机10的动力输出轴的连接为键连接来带动主动轴套5转动。键连接是通过键实现动力输出轴和主动轴套间的周向固定以传递运动和转矩，电机转动时是动力输出轴和主动轴套之间相对运动。其中，主动轴套5一般是筒状机械零件，为套设在轴上的套筒。主动轴套5还包括位于主动轴套5端部的主动轴套端盖6，主动轴套端盖6的位置与连接关系可根据需要进行设计，为公知，在此不再赘述。

一些实施例中，轮轴支撑座11与轴瓦51之间还设有轴承9，其中，轴承9套设在轮轴支撑座11上并支撑主动轴套5。轴承9的主要功能是支撑主动轴套5，降低主动轴套5在运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，本发明的具体实施例中，如图3所示轴承5包括轴承内圈隔套、轴承外圈隔套、滚动体和保持架等，是分体式的，其具体的连接关系，可采用现有各种具体的轴承，为公知，在此不再赘述，其转动时是自身内外圈相对运动。

一些实施例中，轮轴支撑座11与主动轴套5相对的端部，以及轴承9与主动轴套5相对的端部，分别与主动轴套5之间还设有轴承挡圈3，使轴承9进行轴向固定。具体的，轴承挡圈3与轮轴支撑座11之间通过法兰连接。

轴颈52与转动轮轴向固定连接。如图2所示，本发明的具体实施例中，轴颈与转动轮的固定连接为法兰连接，其中，法兰连接是一种管路连接方式，本发明具体实施例为先把轴颈和转动轮各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来，是一种可拆卸的接头。

如图2所示，本发明的具体实施例中，转动轮为麦克纳姆轮8，麦克纳姆轮8是一种可全方位移动得转动轮，其是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动，麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，4个这种旋转轮进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动，本发明采用麦克纳姆轮8可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等各种运动方式。

本发明同时还提供了一种移动平台2，该移动平台2包括轮系支撑座12和移动轮，其中，移动轮为上述移动轮，所述轮系支撑座12套设在电机10上与轮轴支撑座11轴向固定连接。如图2所示，本发明的具体实施例中，轮系支撑座12与轮轴支撑座11的固定连接为法兰连接。即先把轮系支撑座12和轮轴支撑座11各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来，是一种可拆卸的接头。

本发明同时还提供了一种移动机器人，该移动机器人包括机器人本体及若干移动平台2，其中，移动平台2为上述移动平台2，其中，机器人本体位于移动平台2的轮系支撑座12上。本发明的机器人本体没有限制，可以为各种需移动的机器人本体，例如仓储机器人本体、餐厅机器人本体、机器人车本体等。本发明的移动平台为独立模块，可以应用于各种机器人，可以根据需要将各种机器人本体与移动平台组装。

如图1所示，本发明的具体实施例中，机器人包括的移动平台2为4个，每个所述移动平台2的轮系支撑座12具有支撑机器人本体的支撑平台，所述机器人本体的四个底角上分别设有一个止口，每个止口与支撑平台通过固定件固定连接。固定件此处可以采用各种固定件，例如螺栓等。

以下是本发明提供的两个具体实施例，用以说明上述方案及其各种条件的选取。

实施例1

本实施例用于说明机器人。

如图1、2、3所示，一个机器人由机器人本体和独立的移动平台2组成，机器人本体的外部为方钢焊接的机器人本体的框架1，机器人本体的框架1的底部四个角上共有四个止口，即每个角上有一个止口，在止口处，四个移动平台2分别通过螺钉与机器人本体的框架1进行连接固定，机器人本体与移动平台可灵活的拆卸。

如图3所示，为单独的移动平台的结构，其中，轮轴支撑座11套设在电机10上，电机10与轮轴支撑座11法兰连接，轴承9套在轮轴支撑座11上并支撑主动轴套5，主动轴套5的一端套在轴承9上且另一端套在电机10的动力输出轴上与动力输出轴键连接，麦克纳姆轮8与主动轴套5法兰连接，以上全部安装到一起后，由轮轴支撑座11法兰连接到轮系支撑座12，形成整个移动平台。电机10转动时，通过键连接带动主动轴套5转动，而主动轴套5与麦克纳姆轮8法兰连接，也就是电机10带动麦克纳姆轮8转动，实现轮的移动。

由上述实施例可知，本发明的移动轮及移动平台为独立整体结构，不仅更利于模块的安装、拆卸以及检测调试等，而且结构更紧凑。特别是本发明的移动轮电机为直连，直接通过电机的转动带动套设在动力输出轴上的主动轴套转动，主动轴套转动带动固定连接在主动轴套上的转动轮转动，即实现电机带动转动轮转动，结构紧凑节省空间，而且传动的误差小，控制精度较高。本发明的移动轮应用于智能移动领域，能为日益发展的服务型智能移动领域提供一个新的移动方案，使智能服务类机器人能够有更灵活的移动方式，解决狭小空间以及复杂动作时的作业问题，使移动机器人的行走方式更加灵活多样化，提高了移动机器人的控制精度，且本发明的移动轮与机器人本体为独立的模块，可拆卸，便于检测调试及更换等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种移动轮，其特征在于，包括电机、轮轴支撑座、主动轴套和转动轮；

所述轮轴支撑座套设在电机上，与电机固定连接；

所述主动轴套包括轴瓦以及与轴瓦轴向连接的轴颈；

所述轴瓦套设在轮轴支撑座上，所述轴颈套设在电机的动力输出轴上，所述电机的动力输出轴带动所述主动轴套转动；

所述轴颈与所述转动轮轴向固定连接。

2.根据权利要求1所述的移动轮，其特征在于，所述轮轴支撑座与轴瓦之间还设有轴承，所述轴承套设在所述轮轴支撑座上并支撑所述主动轴套。

3.根据权利要求2所述的移动轮，其特征在于，所述轮轴支撑座与所述主动轴套相对的端部，以及所述轴承与所述主动轴套相对的端部，分别与所述主动轴套之间设有轴承挡圈。

4.根据权利要求1所述的移动轮，其特征在于，所述轴颈与电机的动力输出轴的连接为键连接。

5.根据权利要求1所述的移动轮，其特征在于，所述轮轴支撑座与电机的固定连接为法兰连接；所述轴颈与转动轮的固定连接为法兰连接。

6.根据权利要求1所述的移动轮，其特征在于，所述转动轮为麦克纳姆轮。

7.一种移动平台，其特征在于，包括轮系支撑座和移动轮，所述移动轮如权利要求1-6任意一项所述的移动轮，所述轮系支撑座套设在电机上与轮轴支撑座轴向固定连接。

8.根据权利要求7所述的移动平台，其特征在于，所述轮系支撑座与轮轴支撑座的固定连接为法兰连接。

9.一种移动机器人，其特征在于，包括机器人本体及若干移动平台，所述移动平台为权利要求7或8所述的移动平台，所述机器人本体位于移动平台的轮系支撑座上。

10.根据权利要求9所述的移动机器人，其特征在于，所述移动平台包括四个，每个所述移动平台的轮系支撑座具有支撑机器人本体的支撑平台，所述机器人本体的四个底角上分别设有一个止口，每个止口与支撑平台通过固定件固定连接。