CN206703872U - 一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台，属于移动平台结构领域。本实用新型包括底板、分别设置在底板两端的电机固定架、固定在电机固定架上的电机、设置在底板上的独立悬挂机构和主控系统、麦克纳姆轮，所述独立悬挂机构包括与麦克纳姆轮的轮轴连接的轮轴固定架、A臂、固定在A臂上的推杆、设置在底板上的避震器固定架、通过避震器固定架固定的避震器，所述A臂一端连轮轴固定架，另一端与电机固定架铰接，推杆一端固定在所述A臂上，另一端与避震器连接，所述主控系统控制电机运动。本实用新型的有益效果为：可以有效快速通过不平整地面，整体机构的设计及工艺性良好，成本低廉，空间布局紧凑而合理，具有很好的市场前景。

Description

一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台

技术领域

本实用新型涉及一种移动平台，尤其涉及一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台。

背景技术

现代工厂内运送物料，移动货物都需要灵活机动的运输平台，全方位移动平台应运而生，其基本结构就是在四个麦克纳姆轮上面搭建一块用来承载货物的平板，简单方便。现在市面上可以见到和已经实际应用的全向移动平台几乎都是无悬挂的普通平板车，承载能力有限，货物的重量直接传递到电机上使底盘电机的寿命大大降低，底盘的稳定性受限于工作环境的地面状况：地面平整则底盘移动相对会比较平稳，地面不平整或者作业地面环境复杂时这种底盘移动过程中就会不稳定，甚至无法通过一些障碍，因此工作范围较小，可以作业的种类就相应减少。

再者，现代网上商品交易极度发达，应运而生的物流快递业面临巨大压力，目前所有的快递都必须由快递员一件一件送到消费者手中，缺少一款可以真正适应大部分地面环境的物流运送小车去执行运送快递的任务，这样的一款小车除了智能识别的硬件以外，最需要的就是稳定的、有很强适应能力、很大范围的通过性的全方位移动底盘。

此外，现代影视作品需要拍摄的场景多种多样，近几年大疆创新把空中拍摄发挥到了极致，但地面拍摄还是存在许多难以克服的困难，比如复杂地形下无法进行跟拍或者跟随速度无法达到要求。

总之，市面上的全向移动平台无悬挂系统，结构虽然简单却不实用，难以通过一些不平坦的地形，承受的力全部压在四个轮组的机构上，能够使轮组使用寿命减短。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台。

本实用新型包括底板、分别设置在底板两端的电机固定架、固定在电机固定架上的电机、设置在底板上的独立悬挂机构和主控系统、麦克纳姆轮，所述独立悬挂机构包括与麦克纳姆轮的轮轴连接的轮轴固定架、A臂、固定在A臂上的推杆、设置在上的避震器固定架、通过避震器固定架固定的避震器，所述A臂一端连轮轴固定架，另一端与电机固定架铰接，所述推杆一端固定在所述A臂上，另一端与避震器连接，其中，每个麦克纳姆轮分别通过传动机构与单个电机相连，所述主控系统控制电机运动。

本实用新型作进一步改进，所述避震器横向布置，还包括转向三角，所述转向三角设置在避震器和推杆之间，并与所述电机固定架铰接。

本实用新型作进一步改进，所述避震器固定架设置在电机固定架上方，所述转向三角材质为钢片。

本实用新型作进一步改进，所述避震器固定架与底板的材质为3K碳纤维板。

本实用新型作进一步改进，所述具有独立悬挂机构的全方位移动平台还包括设置在底板前后两端的防撞杆和设置在防撞杆两端用来保护所述麦克纳姆轮的保护拐角，所述防撞杆通过防撞杆支架与底板固定连接。

本实用新型作进一步改进，所述A臂包括平行设置的上A臂、下A臂，所述上A臂、下A臂、轮轴固定架和电机固定架整体组成一个平行四边形，所述轮轴固定架和A臂能够相对所述电机固定架上下运动。

本实用新型作进一步改进，所述推杆一端连接下A臂的中部，所述推杆另一端设有能够调节整个推杆长度的螺纹。

本实用新型作进一步改进，每一对相邻设置的电机采用错位中心对称的方式布置。

本实用新型作进一步改进，所述传动机构为能够变换长度的伸缩传动轴。

本实用新型作进一步改进，所述伸缩传动轴为包括两个相互连接的万向节的传动轴，其中，所述伸缩传动轴和轮轴内部设有防止轴向窜动的径向销。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：平台承受的力由独立悬挂机构的弹性元件吸收与分解，来自地面不平造成的震动和倾覆也能由独立悬挂系统完全吸收，可以有效快速通过不平整地面，可以大范围应用于工厂移动生产物料、物流无人运送快递、影视公司或个人的地面移动拍摄；同时整体机构的设计及工艺性良好，成本低廉，空间布局紧凑而合理，具有很好的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型独立悬挂机构安装示意图；

图3为本实用新型俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-图3所示，本实用新型包括底板5、分别设置在底板5前后两端的电机固定架12、固定在电机固定架12上的电机4、设置在底板5上的独立悬挂机构和主控系统、麦克纳姆轮2，所述独立悬挂机构包括麦克纳姆轮2的轮轴17连接的轮轴固定架18、A臂13,15、固定在下A臂15上的推杆14、设置在电机固定架12上的避震器固定架1、通过避震器固定架1固定的避震器6，所述A臂13,15一端连轮轴固定架18，另一端与电机固定架12铰接，所述推杆14一端固定在所述下A臂15上，所述转向三角11的两个角分别与推杆14另一端和避震器6连接，此外，所述转向三角11的最后一个角铰接在所述电机固定架12上，每个麦克纳姆轮2分别通过传动机构16与单个电机4相连，所述主控系统控制电机4运动。其中，本例的避震器6横向设置，有利于底板5的横向稳定。

本实用新型将四个麦克纳姆轮2与四组减速无刷电机4通过传动轴连接起来，每一个轮组都加上相互独立的悬挂机构，悬挂机构和四个轮组通过电机固定架12连接在一体式的底板5上。

本例的麦克纳姆轮2是实现全方位移动的主要原动件。通过四个麦克纳姆轮2不同的旋转方向和转速的配合，合成一个方向的力从而实现任意方向的运动：直线前进、后退，直线左右平移，原地旋转。

在机构上，为了充分留出底板5的空间，尽量减少轮组所占空间，做到最紧凑布置电,4和悬挂机构，本例的每一对设置在同一个电机固定架12上的两个电机41，42采用错位中心对称的方式布置，节省了空间，使每一个轮组和悬挂机构比较紧凑，易于装配和维修。将常见的纵向布置避震器改为水平对置分布，也是为了移动尤其是左右平移时底盘更加稳定。

本例A臂包括平行设置的上A臂13、下A臂15，所述上A臂13、下A臂15、轮轴固定架18和电机固定架12整体组成一个平行四边形，所述轮轴固定架18和A臂13,15能够相对所述电机固定架12上下运动。

因为本例是错位布置电机4，使麦克纳姆轮2中心和电机4输出轴中心不在同一水平线上，所以本例的传动机构16斜置，又因为悬挂机构是上下浮动的，并伴随平行四边形机构运动，所以本例的传动机构16设置为能够伸缩改变长度的伸缩传动轴，本例的伸缩传动轴的一端与从电机输出轴相连，为了防止轴向的窜动，接口处有紧定螺丝固定。本例的伸缩传动轴是一种由两个万向节组成的传动轴，伸缩传动轴的另一端连接在轮轴17上，同样为了防止轴向窜动，用螺丝横向穿过伸缩传动轴和轮轴的中部(径向设置)。轮轴17穿过轮轴固定架18直接与麦克纳姆轮2固定连接，实现最终的由电机4输出轴到麦克纳姆轮2的传动实现运动。

本例底板5前中后比较宽，安装轮组的部分比较窄，使整体结构更加紧凑，所述避震器固定架1与底板5的材质为3K碳纤维板，在和其它金属板材同等厚度的情况下有更轻的质量，很好的刚度，强度也很大，有一定的韧性不易发生开裂断裂，耐腐蚀，不锈，有更长的使用寿命。其中，3K是说采用的碳纤维原纱的种类，1K是指的碳纤维纱一束是由1000根单纱组成的，3K就是3000根。

本例下A臂15的中间连接推杆14，推杆14的另一端有螺纹，可以调节整个推杆14的长度，这样的调节主要是为了改变力的传递方向从而调节底板5整体的软硬度，其实是通过改变推杆14的倾斜度来实现最终对底板5整体效果的影响，将推杆14的纵向力改变为避震器6受到的横向力的机构是转向三角11，所述转向三角11材料为钢片，三角形设置保证受到力较大时转向三角11不会因为受到应力而发生断裂。

本例在电机固定架12之间的上方由一块作为避震器固定架1的小碳板连接起来，这样使本实用新型更具有整体性，增强电机固定架12的竖直稳定性。小碳板两端有专门用来固定避震器6另一端的避震器支撑架。

此外，为了提升整个全方位移动平台的防撞性能，在整个底板5的前后各设有一条金属防撞杆9，通过防撞杆支架10与底板5直接固定连接，可以避免底盘在受到冲击时对主底板5或者其他机构造成损伤。另外，因为麦克纳姆轮2的特殊结构(两个钣金件加一组数量较多的小橡胶滚轮组成)，所以对麦克纳姆轮2也需要适当保护，本例在防撞杆9端部设置保护麦克纳姆轮的保护拐角10，其材质也是金属材料。

本实用新型能够普遍应用于以下场景：

(1)规模化生产货物的工厂内，用来搬运较重要的货物，执行在不平整和复杂地面的移动任务；

(2)可以用于在平台上搭建其他上层机构，如机械手、云台相机，执行特种任务；

(3)还可以直接改造用于新兴的无人车运送快递；

(4)本实用新型今年成功应用于2016RoboMsters全国机器人大赛中，比赛内容是在该平台上搭建两轴云台的发射机构并与对方进行射击对抗。

本实用新型的平台承受的力由独立悬挂机构的弹性元件吸收与分解，来自地面不平造成的震动和倾覆也能由独立悬挂系统完全吸收。同时整体机构的设计及工艺性良好，成本低廉，空间布局紧凑而合理，具有很好的市场前景。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：包括底板、分别设置在底板两端的电机固定架、固定在电机固定架上的电机、设置在底板上的独立悬挂机构和主控系统、麦克纳姆轮，所述独立悬挂机构包括与麦克纳姆轮的轮轴连接的轮轴固定架、A臂、固定在A臂上的推杆、设置在底板上的避震器固定架、通过避震器固定架固定的避震器，所述A臂一端连轮轴固定架，另一端与电机固定架铰接，所述推杆一端固定在所述A臂上，另一端与避震器连接，其中，每个麦克纳姆轮分别通过传动机构与单个电机相连，所述主控系统控制电机运动。

2.根据权利要求1所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述避震器横向设置，还包括转向三角，所述转向三角设置在避震器和推杆之间，并与所述电机固定架铰接。

3.根据权利要求2所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述避震器固定架设置在电机固定架上方，所述转向三角材质为钢片。

4.根据权利要求3所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述避震器固定架与底板的材质为3K碳纤维板。

5.根据权利要求2所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：还包括设置在底板前后两端的防撞杆和设置在防撞杆两端用来保护所述麦克纳姆轮的保护拐角，所述防撞杆通过防撞杆支架与底板固定连接。

6.根据权利要求1所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述A臂包括平行设置的上A臂、下A臂，所述上A臂、下A臂、轮轴固定架和电机固定架整体组成一个平行四边形，所述轮轴固定架和A臂能够相对所述电机固定架上下运动。

7.根据权利要求6所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述推杆一端连接下A臂的中部，所述推杆另一端设有能够调节整个推杆长度的螺纹。

8.根据权利要求1-7任一项所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：每一对相邻设置的电机采用错位中心对称的方式布置。

9.根据权利要求1-7任一项所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述传动机构为能够变换长度的伸缩传动轴。

10.根据权利要求9所述的具有独立悬挂机构的全方位移动平台，其特征在于：所述伸缩传动轴为包括两个相互连接的万向节的传动轴，其中，伸缩传动轴和轮轴内部设有防止轴向窜动的径向销。