CN111137089A - 麦克纳姆轮独立悬挂机构 - Google Patents

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赵子豪
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Abstract

本发明涉及麦克纳姆轮技术领域，尤其涉及一种麦克纳姆轮独立悬挂机构。该麦克纳姆轮独立悬挂机构包括麦克纳姆轮本体、麦轮联轴器、避震器、横大梁和纵大梁；还包括轮组电机支撑架，所述轮组电机支撑架环绕所述麦克纳姆轮本体布置；所述轮组电机支撑架前端与横大梁连接，所述横大梁与位于两侧的纵大梁固定连接，所述纵大梁上垂直设置有竖支架，所述竖支架的上方垂直设置有中心横梁；所述避震器的一端与所述中心横梁连接，另一端与所述轮组电机支撑架的后端连接。该麦克纳姆轮悬挂机构具备减少车辆震动、提高全方位移动机器人动作灵活度和精度和易维护等优点。

Description

麦克纳姆轮独立悬挂机构
技术领域
本发明涉及麦克纳姆轮技术领域，尤其涉及一种麦克纳姆轮独立悬挂机构。
背景技术
机器人是目前最具有研究价值的方向，全方位移动机器人是其中的重要组成部分。全方位移动机器人标准机器人要求动作灵活，射击精度17mm。因此，在这个标准的机器人中加入了麦克纳姆轮，以达到所需的机动性。同时增加悬挂机构，以减少麦克纳姆轮震动，保护结构，提高机器人运动时的射击精度。
麦克纳姆轮是瑞典麦克纳姆公司的专利，这种全方位移动方式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。
对于与麦克纳姆轮适配的悬挂机构。虽然传统的汽车底盘和专项机构技术发展的很好，但由于其体积大，要求比较大的转向半径，导致其无法应用于小巧且工作于狭小空间的全方位移动机器人，因此，亟需发明一种新的麦克纳姆轮独立悬挂机构。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种麦克纳姆轮悬挂机构，其具备减少车辆震动、提高全方位移动机器人动作灵活度和精度和易维护等优点。
具体的，本发明的技术方案如下：
本发明第一个方面公开了一种麦克纳姆轮独立悬挂机构，其包括麦克纳姆轮本体、麦轮联轴器、避震器、横大梁和纵大梁；还包括轮组电机支撑架，所述轮组电机支撑架环绕所述麦克纳姆轮本体布置；
所述麦轮联轴器的一侧连接有所述麦克纳姆轮本体，另一侧连接有电机架板；所述电机架板与电机相连接；
所述轮组电机支撑架前端与横大梁连接，所述横大梁与位于两侧的纵大梁固定连接，所述纵大梁上垂直设置有竖支架，所述竖支架的上方垂直设置有中心横梁；
所述避震器的一端与所述中心横梁连接，另一端与所述轮组电机支撑架连接。
优选的，所述轮组电机支撑架呈口字型。
优选的，所述轮组电机支撑架前端通过轮组合页与横大梁连接。
优选的，所述纵大梁的上方安装有竖支架，所述竖支架的上端固定连接有中心横梁。
更优选的，所述竖支架与所述中心横梁铆接。
优选的，所述避震器与所述中心横梁铰接，所述避震器与所述轮组电机支撑架铰接。
优选的，所述横大梁与所述纵大梁铆接。
优选的，所述麦克纳姆轮本体、轮组电机支撑架、轮组合页以及所述横大梁构成曲柄，所述避震器作为滑块，构成一个曲柄滑块系统。
优选的，所述避震器为弹簧件。
本发明第二个方面公开了上述的麦克纳姆轮独立悬挂机构在全方位移动机器人领域中的应用。具体的，该麦克纳姆轮独立悬挂机构可用于AGV车。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，而不超出本发明的构思与保护范围。
本发明相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
(1)该麦克纳姆轮悬挂机构通过麦克纳姆轮本体，轮组电机支撑架和轮组合页以及横大梁构成曲柄，避震器作为滑块，构成一个完整的一个曲柄滑块系统。避震器与机器人的车轮中心对齐，这确保了避震器弹簧直接作用于车轮中心而无反作用力产生。另外，车轮中心对齐避震器，可以保证避震器反作用力完全等于麦克纳姆轮产生的，垂直向上的震动力，无多余部件力，最大限度地提高避震器的避震效果。
(2)通过将轮组合页置于麦克纳姆轮本体外部，使得麦克纳姆轮本体和避震器更加靠近车辆重心，进一步减少车辆的震动。
(3)通过设置围绕麦轮一周的轮组电机支撑架，以此加大了麦克纳姆轮本体和轮组合页距离，加长了力臂，使独立悬挂机构更加稳定。同时保证避震器更靠近机器人内部，减少与外部物体碰撞和挤压的可能性，增加避震器寿命，减少零件的更换成本和机器人的维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例中麦克纳姆轮独立悬挂机构的结构示意图；
图2为本发明实施例中麦克纳姆轮独立悬挂机构模拟的曲柄滑块机构；
图中：
1-麦克纳姆轮本体、2-电机、3-避震器、4-轮组合页、5-轮组电机支撑架、6-电机架板、7-麦轮联轴器、8-纵大梁、9-中心横梁、10-横大梁、11-竖支架、12-上铰链、13-下铰链。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例公开了一种麦克纳姆轮悬挂机构，其包括麦克纳姆轮本体1、麦轮联轴器7、避震器3、横大梁10和纵大梁8；还包括轮组电机支撑架5，所述轮组电机支撑架5环绕所述麦克纳姆轮本体1布置；
所述麦轮联轴器7的一侧连接有所述麦克纳姆轮本体1，另一侧连接有电机架板6；所述电机架板6与电机2相连接；
所述轮组电机支撑架5前端与横大梁10连接，所述横大梁10与位于两侧的纵大梁8固定连接，所述纵大梁8上垂直设置有竖支架11，所述竖支架11的上方垂直设置有中心横梁9；
所述避震器3的一端与所述中心横梁9连接，另一端与所述轮组电机支撑架5的后端相连接。
所述轮组电机支撑架5呈口字型。
所述轮组电机支撑架5的前端通过两个轮组合页4与横大梁10连接。
所述纵大梁8的上方安装有竖支架11，所述竖支架11的上端固定连接有中心横梁9，所述中心横梁9上装有两个上铰链12；所述上铰链12分别连接有一个避震器3，所述两个避震器3分别通过下铰链13与所述轮组电机支撑架5连接。
所述竖支架11与所述中心横梁9铆接。
所述横大梁10与所述纵大梁8铆接。
所述麦克纳姆轮本体1、轮组电机支撑架5、轮组合页4以及所述横大梁10构成曲柄，所述避震器3作为滑块，构成一个曲柄滑块系统。
所述避震器3为弹簧件。
本实施例公开的麦克纳姆轮悬挂机构可看做图2所示的曲柄滑块机构。现有的悬挂装置会将铰链C点比减震器更加靠近车辆重心，而此设计中C点处于车辆外部，A、B两点更加靠近车辆重心；
而本实施例公开的麦克纳姆轮悬挂机构在麦克纳姆轮的原有固定设计的基础上，增加了一块围绕麦轮一周的轮组电机支撑架5，以此加长B、C两点距离，加长了力臂，使独立悬挂机构更加稳定。在崎岖路面上能更好的通过减震器靠近重心的优势，减少车辆的震动。此外，减震器更靠近内部能更好的减少外部其他因素，如碰撞，外部挤压所带来的损坏，增加减震器寿命。且相比于铰链，减震器的价格更高，所以也能减少零件的更换成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，包括麦克纳姆轮本体、麦轮联轴器、避震器、横大梁和纵大梁；还包括轮组电机支撑架，所述轮组电机支撑架环绕所述麦克纳姆轮本体布置；
所述麦轮联轴器的一侧连接有所述麦克纳姆轮本体，另一侧连接有电机架板；所述电机架板与电机相连接；
所述轮组电机支撑架前端与横大梁连接，所述横大梁与位于两侧的纵大梁固定连接，所述纵大梁上垂直设置有竖支架，所述竖支架的上方垂直设置有中心横梁；
所述避震器的一端与所述中心横梁连接，另一端与所述轮组电机支撑架的后端连接。
2.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述轮组电机支撑架呈口字型。
3.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述轮组电机支撑架前端通过轮组合页与横大梁连接。
4.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述纵大梁的上方安装有竖支架，所述竖支架的上端固定连接有中心横梁。
5.根据权利要求4所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述竖支架与所述中心横梁铆接。
6.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述避震器与所述中心横梁铰接，所述避震器与所述轮组电机支撑架铰接。
7.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述横大梁与所述纵大梁铆接。
8.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述麦克纳姆轮本体、轮组电机支撑架、轮组合页以及所述横大梁构成曲柄，所述避震器作为滑块，构成一个曲柄滑块系统。
9.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构，其特征在于，所述避震器为弹簧件。
10.根据权利要求1-9任一项所述的麦克纳姆轮独立悬挂机构在全方位移动机器人领域中的应用。
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