CN208021490U - 一种全向行驶移动平台的转向驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，包括舵机，还包括舵机转向轴和转向节，舵机的输出轴连接舵机转向轴并且转向节设在两者的连接处；舵机转向轴靠近舵机的一端设有盘状构件，另一端与连接车轮的驱动电机连接；转向节包括连接舵机箱体的舵机固定件和连接舵机固定件并设在盘状构件远离舵机一侧的紧压构件，还包括分别设于盘状构件与舵机固定件之间、盘状构件与紧压构件之间的滚动旋转组件，使舵机转向轴可以在舵机输出轴带动下相对舵机固定件和紧压构件旋转。与现有技术相比，本实用新型通用性强且安装方便，成本低，可驱动所有类似手推平板车的低速移动平台，使移动平台实现超低速和全方向移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及一种全向行驶移动平台的转向驱动装置。
背景技术
随着科学技术的迅速发展，全方位移动技术受到人们的广泛关注，并且越来越多的场合需要灵活的运输设备，比如工厂中的自动运输车，机场中的行李运送车，残疾人自动轮椅等都需要较灵活的运输设备。全方位移动是指在平面上实现前后、左右和绕自身旋转三个自由度的运动，日常生活中的汽车由于不具有绕自身旋转这个自由度，因此不是全方位移动，汽车侧方位停车就比较麻烦。
传统全方位轮大致为以下几种牛眼轮、连续切换轮、偏心轮、球形轮和麦克纳姆轮等全方位轮，大部分都是使用轮体的全方位轮。但是以上全方位轮存在以下一些问题，1、力学性能差，传统全方位轮的缺点是靠自身轮子与底面间产生的摩擦力强行移动，轮体的轮轴容易发生失效，从而导致应用受限，承载能力差；而且麦克纳姆轮由于自身结构的原因，移动平台在移动时震动比较大，噪音大，这都会造成不利的影响。2、在越障性能上，传统全方位轮的轮体的越障能力一直受限制，主要是因为被动轮的直径过小，在很小的障碍上被动方可能被卡住，比如麦克纳姆轮，其采用的是轮体结构，麦克纳姆轮在重载方面和被动方向越障能力都较差，这些是传统全方位轮的瓶颈，也限制全方位轮在一些特殊用途方向的发展。3、传统全方位轮控制较复杂，主要原因是轮体受力分立，移动平台在完成一个动作时需要各个轮体之间相互配合，造成控制算法比较复杂且稳定性较差。虽然部分科研院所已经研制出轮式结构的全方位移动平台，但是每个驱动轮都需要一个转角电机来控制转向，电机数目多，使得控制更加复杂，难以保证准确度，动作一致性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全向行驶移动平台的转向驱动装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，包括舵机，还包括舵机转向轴和转向节，所述舵机的输出轴连接所述舵机转向轴并且转向节设在两者的连接处；所述舵机转向轴靠近舵机的一端设有盘状构件，另一端与连接车轮的驱动电机连接；所述转向节包括连接舵机箱体的舵机固定件和连接所述舵机固定件并设在盘状构件远离舵机一侧的紧压构件，还包括分别设于所述盘状构件与舵机固定件之间、盘状构件与紧压构件之间的滚动旋转组件，使所述舵机转向轴可以在舵机输出轴带动下相对舵机固定件和紧压构件旋转。
优选的，所述滚动旋转组件包括：在盘状构件与舵机固定件相对的两面、盘状构件和紧压构件相对的两面分别设置的相对应的圆周槽形滚道，以及在相对应的两组滚道之间设置的滚珠组件。
优选的，所述圆周槽形滚道的内表面紧贴滚珠组件中的滚珠。
优选的，所述圆周槽形滚道的截面形状为半圆形、倒三角形、倒梯形或矩形。
优选的，所述滚动旋转组件包括：在盘状构件与舵机固定件相对的两面、盘状构件和紧压构件相对的两面分别设置的相对应的平面轴承座圈，以及在相对应的两个平面轴承座圈之间设置的滚珠组件。
优选的，所述盘状构件为双向平面轴承的轴圈，所述滚动旋转组件包括双向平面轴承的两个座圈，分别设在舵机固定件和紧压构件相对的两个面上，还包括设在所述轴圈和座圈之间的两个滚珠组件。
优选的，所述盘状构件为法兰。
优选的，所述驱动电机为减速电机。
优选的，所述驱动电机上设有驱动固定板，所述舵机转向轴连接所述驱动固定板。
优选的，所述驱动电机的输出轴通过驱动连轴器与车轮连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、通用性强且安装方便，成本低，可驱动所有类似手推平板车的低速移动平台，安装有本转向驱动装置的移动平台，除可实现正常车辆的前进、倒退、转弯功能外，还可以实现横行、斜行、360度原地旋转等操作，移动平台运行速度可以实现超低速(2m/s)的调速运行，可以作为一些非常狭小的公共场所的无人守候功能性机器人的行走部或低速仓储物流小车。
2、设有双滚动旋转结构的转向节可以保证舵机转轴在旋转过程中箱体保持不动，旋转部位与静止部位不会发生摩擦与干涉。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的装置结构示意图；
图3为本实用新型实施例二的装置结构示意图。
图中标注：1、驱动固定板，2、舵机转向轴，3、驱动连轴器，4、车轮，5、转向节，6、舵机，7、驱动电机，8、舵机固定件，9、紧压构件，10、滚道，11、盘状构件，12、平面轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
如图1所示，一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，包括舵机6、舵机转向轴2和转向节5，舵机6的输出轴连接舵机转向轴2并且转向节5设在两者的连接处；舵机转向轴2靠近舵机6的一端设有盘状构件11，另一端与连接车轮4的驱动电机7连接；转向节5包括连接舵机6箱体的舵机固定件8和连接舵机固定件8并设在盘状构件11远离舵机6一侧的紧压构件9，还包括分别设于盘状构件11与舵机固定件8之间、盘状构件11与紧压构件9之间的滚动旋转组件，使舵机转向轴2可以在舵机6输出轴带动下相对舵机固定件8和紧压构件9旋转。紧压构件9与舵机转向轴2不接触，用于将滚动旋转组件紧压于舵机固定构件7之间。转向节5可以保证舵机6转轴在旋转过程中箱体保持不动，旋转部位与静止部位不会发生摩擦与干涉。
驱动电机7连接于驱动固定板1，有时相对水平位置斜向安装，以缩减转向机构旋转半径，且不干涉上部舵机6的位置。驱动电机7可以为大减速比齿轮箱的减速电机，也可以是超低转速的直驱电机或轮毂电机。转向部分动力来源可以是一个大扭力舵机6，也可以通过一个具有舵机控制功能的电子模块驱动一个大输出扭矩的减速电机或超低速大扭矩直驱电机实现。对于非低速运行的场合，只要按工程要求换装适当要求的驱动部分动力来源装置即可。
驱动电机7的输出轴通过一个驱动连轴器3与车轮4相连。驱动连轴器3一端连接驱动电机7，须根据输出轴的特性进行防打滑的同心连接，另一端与车轮4进行防打滑的同心连接，可以使用键槽或轮毂孔(PCD孔)连接，并有中轴部分套入车轮4配合点。
驱动固定板1的上部与舵机转向轴2连接，连接方式包括螺栓连接、铆接或焊接等。舵机转向轴2借助驱动固定板1以及驱动电机7的减速箱外壳的结构支撑保证这部分结构的稳定性。
如图2所示，在本实施例中，盘状构件11为法兰，滚动旋转组件包括：在法兰与舵机固定件8相对的两面、法兰与紧压构件9相对的两面分别设置的相对应的圆周槽形滚道10，构成两组圆周滚道10，相对应的两个滚道10的槽形和槽尺寸相同；还包括在相对应的每组滚道10之间设置的滚珠组件，可以使轴承用滚珠能定心的在滚道10内圆周滚动。
滚道10的截面形状可以是半圆形，其半径与滚珠的半径大小相等。为了加工简化，截面形状可调差为倒三角形、倒梯形或矩形等，当为倒三角形和倒梯形时要保证槽面与滚珠相切，当为矩形时要保证槽面的内圆面和外圆面都与滚珠相触。由于圆周槽形滚道10与滚珠的接触面很小，需根据负载要求的保证与滚珠接触部位的硬度，以保证长期运转下的尺寸稳定。
实施例二
如图3所示，本实施例中，盘状构件11为法兰，滚动组件包括两个平面轴承12，具体包括：在法兰与舵机固定件8相对的两面、法兰与紧压构件9相对的两面分别设置的相对应的平面轴承12的座圈，以及在相对应的两个座圈之间设置的滚珠组件。
舵机固定件8朝向法兰的一侧具有凹台结构，可以定位放置平面轴承12的第一座圈；法兰朝向舵机固定件8的一侧具有一个圆柱凸台结构，正好套入与第一座圈相对应的第二座圈。法兰朝向紧压构件9的一侧具有另一个圆柱凸台结构，可以套入平面轴承12的第三座圈；紧压构件9在朝向法兰的一侧具有凹台特征，可以定位放置与第三座圈相对应的第四座圈。
当舵机6输出轴的长度有限时，可以把联轴锁止构件放置在两个平面轴承12中间的位置，即法兰中。
本装置的其他结构与实施例一中相同。
实施例三
本实施例中，盘状构件11为双向平面轴承12的轴圈，滚动旋转组件包括双向平面轴承12的两个座圈，分别设在舵机固定件8和紧压构件9相对的两个面上，还包括设在轴圈和座圈之间的两个滚珠组件。
本装置的其他结构与实施例一中相同。
Claims (10)
1.一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，包括舵机，其特征在于，还包括舵机转向轴和转向节，所述舵机的输出轴连接所述舵机转向轴并且转向节设在两者的连接处；所述舵机转向轴靠近舵机的一端设有盘状构件，另一端与连接车轮的驱动电机连接；所述转向节包括连接舵机箱体的舵机固定件和连接所述舵机固定件并设在盘状构件远离舵机一侧的紧压构件，还包括分别设于所述盘状构件与舵机固定件之间、盘状构件与紧压构件之间的滚动旋转组件，使所述舵机转向轴在舵机输出轴带动下相对舵机固定件和紧压构件旋转。
2.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述滚动旋转组件包括：在盘状构件与舵机固定件相对的两面、盘状构件和紧压构件相对的两面分别设置的相对应的圆周槽形滚道，以及在相对应的两组滚道之间设置的滚珠组件。
3.根据权利要求2所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述圆周槽形滚道的内表面紧贴滚珠组件中的滚珠。
4.根据权利要求2所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述圆周槽形滚道的截面形状为半圆形、倒三角形、倒梯形或矩形。
5.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述滚动旋转组件包括：在盘状构件与舵机固定件相对的两面、盘状构件和紧压构件相对的两面分别设置的相对应的平面轴承座圈，以及在相对应的两个平面轴承座圈之间设置的滚珠组件。
6.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述盘状构件为双向平面轴承的轴圈，所述滚动旋转组件包括双向平面轴承的两个座圈，分别设在舵机固定件和紧压构件相对的两个面上，还包括设在所述轴圈和座圈之间的两个滚珠组件。
7.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述盘状构件为法兰。
8.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述驱动电机为减速电机。
9.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述驱动电机上设有驱动固定板，所述舵机转向轴连接所述驱动固定板。
10.根据权利要求1所述的一种全向行驶移动平台的转向驱动装置，其特征在于，所述驱动电机的输出轴通过驱动连轴器与车轮连接。
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| CN201721850211.XU CN208021490U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种全向行驶移动平台的转向驱动装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107985364A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-04 | 上海制驰智能科技有限公司 | 一种全向行驶移动平台的转向驱动装置 |
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2017
- 2017-12-26 CN CN201721850211.XU patent/CN208021490U/zh active Active
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