CN108725622B - 一种全向行进机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全向行进机器人，包括行进驱动组件、换向驱动组件及末端执行组件组成，所述行进驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，将行进驱动电机的动力传递到三个独立的行进驱动同步带轮上，再通过传动轴、减速箱、末端传动带轮组，实现三个末端执行组件在一个行进驱动电机的驱动下同步行进；所述换向驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，可将换向驱动电机的动力传递到三个独立的行进换向同步带轮上，直接将转向扭矩作用于三个独立的末端执行组件上，最终实现末端执行组件在一个换向驱动电机的驱动下同步换向。本发明采用耦合与并联设计从而实现末端执行组件的多轴联动，大大提升了系统的可靠性和降低了控制难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种行进装置，具体来说是一种全向行进机器人。
背景技术
随着机器人技术的迅猛发展，机器人在国防军事、工业生产及日常生活中扮演着越来越重要的角色。目前全向行进机构一般有全向轮式、履带式，全向轮式一般用于精密、快速行进场合，履带式一般用于重载、低速行进场合，两种全向行进机构各具特色，在相关领域均得到了较广的应用。本发明提出了一种新型的全向行进机构，对于全向行进机器人的设计和选择提供了新方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于机器人行进的全向行进机构。
本发明专利的目的是这样实现的：
一种全向行进机器人，包括行进驱动组件、换向驱动组件及末端执行组件组成，行进驱动组件对末端执行组件提供行进驱动，换向驱动组件对末端执行组件提供换向驱动；
所述行进驱动组件包括行进驱动电机、与行进驱动电机相连的齿轮组、以及与齿轮组相连的同步带轮组；
所述换向驱动组件包括换向驱动电机、与换向驱动电机相连的齿轮组、与齿轮组相连的同步带轮组；
所述末端执行组件包括减速箱，与减速箱相连的同步带轮、以及与同步带轮相连的车轮；
所述行进驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，将行进驱动电机的动力传递到三个独立的行进驱动同步带轮上，再通过传动轴、减速箱、末端传动带轮组，实现三个末端执行组件在一个行进驱动电机的驱动下同步行进；
所述换向驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，可将换向驱动电机的动力传递到三个独立的行进换向同步带轮上，直接将转向扭矩作用于三个独立的末端执行组件上，最终实现末端执行组件在一个换向驱动电机的驱动下同步换向。
更进一步的方案是：
所述末端执行组件的减速箱和同步带轮以及车轮均安装在车轮支架上。
更进一步的方案是：
所述的行进驱动组件和换向驱动组件均设置在两层基板上。
更进一步的方案是：
所述的行进驱动组件末端与套筒内的减速箱相连，所述换向驱动组件末端与套筒相连。
本发明所述的行进驱动组件和换向驱动组件，通过齿轮组、带轮组将动力进行了三维空间传递和分配，最终同步传递至三个相互独立的末端执行组件。
本发明的末端执行组件，通过耦合与并联设计，可实现末端执行组件行进与转向的相对独立，但同时又相互耦合。
本发明的优势在于：本发明完全不同于差速转向的履带式行进机构或安装有全向轮的行进机构，而是采用耦合与并联设计从而实现末端执行组件的多轴联动，大大提升了系统的可靠性和降低了控制难度。进而为机器人的全向行进提供了一种全新方案。
附图说明
图1 为本发明的全局示意图；
图2 为本发明的末端执行组件局部示意图；
图3 为本发明的行进驱动机构示意图；
图4 为本发明的换向驱动机构示意图；
图5 为图1沿A-A的局部剖示图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
结合图1～5，整个全向行进机器人包括行进驱动组件Ⅰ、换向驱动组件Ⅱ及末端执行组件Ⅲ三大部分，其主要组成有：减速箱1，车轮支架2，驱动同步带轮-行进Ⅲ3，同步带-行进Ⅲ4，被动同步带轮-行进Ⅲ5，尼龙轮6，下层基板7，行进驱动电机8，驱动齿轮-行进Ⅰ9，被动齿轮-行进Ⅰ10，传动轴-行进Ⅰ11，驱动同步带轮-行进Ⅰ12，被动同步带轮-行进Ⅰ13，传动轴-行进Ⅱ14，被动齿轮-行进Ⅱ15，传动轴-行进Ⅲ16，主动齿轮-行进Ⅱ17，驱动同步带轮-行进Ⅱ18，驱动同步带-行进Ⅰ19，驱动同步带-行进Ⅱ20，被动同步带轮-行进Ⅱ21，上层基板22，换向驱动电机23，驱动同步带轮-换向Ⅰ24，驱动同步带-换向Ⅰ25，被动同步带轮-换向Ⅰ26，传动轴-换向Ⅰ27，驱动齿轮-换向Ⅰ28，传动轴-换向Ⅱ29，被动齿轮-换向Ⅰ30，驱动同步带轮-换向Ⅱ31，驱动同步带-换向Ⅱ32，被动同步带轮-换向Ⅱ33，传动轴-行进Ⅳ34，套筒35，轴承36。
结合图1、2、3、5，整个机器人的行进驱动机构主要由减速箱1，车轮支架2，驱动同步带轮-行进Ⅲ3，同步带-行进Ⅲ4，被动同步带轮-行进Ⅲ5，尼龙轮6，下层基板7，行进驱动电机8，驱动齿轮-行进Ⅰ9，被动齿轮-行进Ⅰ10，传动轴-行进Ⅰ11，驱动同步带轮-行进Ⅰ12，被动同步带轮-行进Ⅰ13，传动轴-行进Ⅱ14，被动齿轮-行进Ⅱ15，传动轴-行进Ⅲ16，主动齿轮-行进Ⅱ17，驱动同步带轮-行进Ⅱ18，驱动同步带-行进Ⅰ19，驱动同步带-行进Ⅱ20，被动同步带轮-行进Ⅱ21，上层基板22，传动轴-行进Ⅳ34，套筒35，轴承36组成。整个机器人所有部件以下层基板7和上层基板22为基础进行安装。行进动力传输路线为：行进驱动电机8→齿轮传动-行进Ⅰ组﹛驱动齿轮-行进Ⅰ9，被动齿轮-行进Ⅰ10﹜→传动轴-行进Ⅰ11→带传动-行进Ⅰ组﹛驱动同步带轮-行进Ⅰ12，被动同步带轮-行进Ⅰ13，驱动同步带-行进Ⅰ19﹜→传动轴-行进Ⅱ14→齿轮传动-行进Ⅱ组﹛被动齿轮-行进Ⅱ15，主动齿轮-行进Ⅱ17﹜→传动轴-行进Ⅲ16→带传动-行进Ⅱ组﹛驱动同步带轮-行进Ⅱ18，驱动同步带-行进Ⅱ20，被动同步带轮-行进Ⅱ21﹜→传动轴-行进Ⅳ34→减速箱1→带传动-行进Ⅲ组﹛驱动同步带轮-行进Ⅲ3，同步带-行进Ⅲ4，被动同步带轮-行进Ⅲ5﹜→尼龙轮6。从而实现行进动力从行进驱动电机8分配传递到三个独立的尼龙轮6上。
结合图1、2、4、5，整个机器人的换向驱动机构主要由换向驱动电机23，驱动同步带轮-换向Ⅰ24，驱动同步带-换向Ⅰ25，被动同步带轮-换向Ⅰ26，传动轴-换向Ⅰ27，驱动齿轮-换向Ⅰ28，传动轴-换向Ⅱ29，被动齿轮-换向Ⅰ30，驱动同步带轮-换向Ⅱ31，驱动同步带-换向Ⅱ32，被动同步带轮-换向Ⅱ33组成。换向动力传输路线为：换向驱动电机23→带传动-换向Ⅰ组﹛驱动同步带轮-换向Ⅰ24，驱动同步带-换向Ⅰ25，被动同步带轮-换向Ⅰ26﹜→传动轴-换向Ⅰ27→齿轮传动-换向Ⅰ组﹛驱动齿轮-换向Ⅰ28，被动齿轮-换向Ⅰ30﹜→传动轴-换向Ⅱ29→带传动-行进Ⅱ组﹛驱动同步带轮-换向Ⅱ31，驱动同步带-换向Ⅱ32，被动同步带轮-换向Ⅱ33﹜→套筒35，从而实现换向扭矩从换向驱动电机23分配传递到三个套筒35上，由于套筒35作为整个末端执行组件的安装基体，套筒35在扭矩作用下转动，则会带动整个末端执行组件Ⅲ转动，从而实现换向扭矩从换向驱动电机23分配传递到三个独立的末端执行组件Ⅲ上。
行进和换向机构相互独立，而又在末端执行组件处耦合，行进和换向机构同时运作时，便可任意调节机器人的速度矢量大小及方向，从而实现机器人的全向行进功能。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (2)
1.一种全向行进机器人，其特征在于：包括行进驱动组件、换向驱动组件及末端执行组件，行进驱动组件对末端执行组件提供行进驱动，换向驱动组件对末端执行组件提供换向驱动；
所述行进驱动组件包括减速箱，车轮支架，驱动同步带轮-行进Ⅲ，同步带-行进Ⅲ，被动同步带轮-行进Ⅲ，尼龙轮，下层基板，行进驱动电机，驱动齿轮-行进Ⅰ，被动齿轮-行进Ⅰ，传动轴-行进Ⅰ，驱动同步带轮-行进Ⅰ，被动同步带轮-行进Ⅰ，传动轴-行进Ⅱ，被动齿轮-行进Ⅱ，传动轴-行进Ⅲ，主动齿轮-行进Ⅱ，驱动同步带轮-行进Ⅱ，驱动同步带-行进Ⅰ，驱动同步带-行进Ⅱ，被动同步带轮-行进Ⅱ，上层基板，传动轴-行进Ⅳ，套筒，轴承；
所述换向驱动组件包括换向驱动电机，驱动同步带轮-换向Ⅰ，驱动同步带-换向Ⅰ，被动同步带轮-换向Ⅰ，传动轴-换向Ⅰ，驱动齿轮-换向Ⅰ，传动轴-换向Ⅱ，被动齿轮-换向Ⅰ，驱动同步带轮-换向Ⅱ，驱动同步带-换向Ⅱ，被动同步带轮-换向Ⅱ；
所述末端执行组件包括减速箱，与减速箱相连的同步带轮、以及与同步带轮相连的车轮；
所述行进驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，将行进驱动电机的动力传递到三个独立的行进驱动同步带轮上，再通过传动轴、减速箱、末端传动带轮组，实现三个末端执行组件在一个行进驱动电机的驱动下同步行进；
所述换向驱动组件通过对应的齿轮组和同步带轮组，可将换向驱动电机的动力传递到三个独立的行进换向同步带轮上，直接将转向扭矩作用于三个独立的末端执行组件上，最终实现末端执行组件在一个换向驱动电机的驱动下同步换向；
所述末端执行组件的减速箱和同步带轮以及车轮均安装在车轮支架上；
所述的行进驱动组件和换向驱动组件均设置在两层基板上。
2.根据权利要求1所述全向行进机器人，其特征在于：
所述的行进驱动组件末端与套筒内的减速箱相连，所述换向驱动组件末端与套筒相连。
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