一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)的制作方法
【專利摘要】一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，包括底盤(pán)支架(1)，底盤(pán)支架（1)上的三個(gè)全向輪；其中，三個(gè)全向輪中后部的兩個(gè)后全向輪（2)直接固定在底盤(pán)支架上，前部的前全向輪（2a)固定在與底盤(pán)支架(1)較接的前支架(4)上，前支架(4)的立桿(4a)與底盤(pán)支架（1)上的前立桿（la)通過(guò)氣缸連接;前全向輪的軸向前穿出，并連接主動(dòng)錐齒輪（3)，主動(dòng)錐齒輪（3)與從動(dòng)錐齒輪（3a)嚙合，從動(dòng)錐齒輪（3a)固定在橫向的傳動(dòng)軸（5)上，傳動(dòng)軸(5)的兩側(cè)分別連接爬坡圓輪（6)，爬坡圓輪(6)直徑小于前全向輪（2a)的直徑，傳動(dòng)軸（5)通過(guò)軸承固定在前支架（4)上。使用該種全向輪底盤(pán)的機(jī)器人，其行走靈活，且爬坡能力強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型爬坡機(jī)器人底盤(pán)。

【背景技術(shù)】
[0002]全向輪包括輪轂電機(jī)和從動(dòng)輪，輪轂電機(jī)的外圓周處均勻開(kāi)設(shè)有3個(gè)或3個(gè)以上的輪轂齒，每?jī)蓚€(gè)輪轂齒之間裝設(shè)有一從動(dòng)輪，該從動(dòng)輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。因此，全向輪既能夠通過(guò)輪轂電機(jī)(大輪)進(jìn)行繞電機(jī)軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，又能夠通過(guò)從動(dòng)輪(小輪)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沿輪轂電機(jī)的軸進(jìn)行軸向直線運(yùn)動(dòng)。三個(gè)全向輪組成的機(jī)器人全向輪底盤(pán)，通過(guò)三個(gè)輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速及各自的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向直線運(yùn)動(dòng)的組合，可使機(jī)器人在平坦地面行走具有很高的靈活性，即可以不改變車的姿態(tài)，在平面內(nèi)沿任何方向運(yùn)動(dòng)。但是由于全向輪與僅僅是由正下方的從動(dòng)輪與地面形成點(diǎn)接觸，較之通常的行走輪輪由整個(gè)輪的外圓周與地面形成線接觸，全向輪的接觸面積減小，與地面的摩擦力小，在爬坡的時(shí)候，其路面摩擦力不能克服機(jī)器人重力形成的下滑分力，導(dǎo)致其爬坡能力很差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，使用該種全向輪底盤(pán)的機(jī)器人，其行走靈活，且爬坡能力強(qiáng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是:一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，包括底盤(pán)支架，底盤(pán)支架上的三個(gè)全向輪，其特征在于:
[0005]所述的三個(gè)全向輪中后部的兩個(gè)后全向輪直接固定在底盤(pán)支架上，前部的前全向輪固定在與底盤(pán)支架鉸接的前支架上，前支架的立桿與底盤(pán)支架上的前立桿通過(guò)氣缸連接；
[0006]前全向輪的軸向前穿出，并連接主動(dòng)錐齒輪，主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪嚙合，從動(dòng)錐齒輪固定在橫向的傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的兩側(cè)分別連接爬坡圓輪，爬坡圓輪直徑小于前全向輪的直徑，傳動(dòng)軸通過(guò)軸承固定在前支架上。
[0007]本發(fā)明的工作過(guò)程和原理是:
[0008]在平地上走行時(shí)，氣缸收縮，前支架繞前支架與底盤(pán)支架之間的鉸接點(diǎn)向上旋轉(zhuǎn)直至前支架的立桿與底盤(pán)支架上的前立桿并攏，位于前支架前部的兩個(gè)爬坡圓輪向上抬升離地，前全向輪著地。此時(shí)整個(gè)機(jī)器人通過(guò)三個(gè)全向輪與地面接觸，而爬坡圓輪懸空，與普通的三全向輪機(jī)器人相同，通過(guò)三個(gè)全向輪的輪轂電機(jī)不同速度的組合，可以在地面上沿任何方向進(jìn)行靈活的走動(dòng)。
[0009]而當(dāng)機(jī)器人需要沿一定傾斜度的坡面上爬時(shí)，氣缸伸出，前支架繞前支架與底盤(pán)支架之間的鉸接點(diǎn)向下旋轉(zhuǎn)直至前支架的立桿與底盤(pán)支架上的前立桿分開(kāi)最大角度，位于前支架前部的兩個(gè)爬坡圓輪向下觸及地面并將前全向輪抬升離地。此時(shí)整個(gè)機(jī)器人通過(guò)兩個(gè)后全向輪和前面的兩個(gè)爬坡圓輪與地面接觸，形成四輪觸地行走，增加了觸地輪的個(gè)數(shù)，且兩個(gè)爬坡圓輪通過(guò)外圓周與地面形成線接觸，接觸面積增大，從而使機(jī)器人的整個(gè)行走觸地面積增大，提高了路面摩擦力，能夠克服重力形成的下滑力，而使其爬坡能力得到明顯提升。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]在水平路面行走時(shí)，氣缸收縮，三個(gè)全向輪著地，行走方式與普通全向輪底盤(pán)相同，可沿水平路面任何方向移動(dòng)，其行走靈活；需要爬坡時(shí)，則氣缸伸出，兩個(gè)爬坡圓輪與兩個(gè)后全向輪形成四輪著地，且爬坡圓輪的著地面積大，其摩擦力強(qiáng)，能夠克服重力形成的下滑力，其爬坡能力強(qiáng)。
[0012]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明在平地行走狀態(tài)的左下角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明在平地行走狀態(tài)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明在爬坡?tīng)顟B(tài)的左下角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例
[0017]圖1-3示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)方式是，一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，包括底盤(pán)支架1，底盤(pán)支架I上的三個(gè)全向輪，其中:
[0018]所述的三個(gè)全向輪中后部的兩個(gè)后全向輪2直接固定在底盤(pán)支架上，前部的前全向輪2a固定在與底盤(pán)支架I鉸接的前支架4上，前支架4的立桿4a與底盤(pán)支架I上的前立桿Ia通過(guò)氣缸7連接；
[0019]前全向輪的軸向前穿出，并連接主動(dòng)錐齒輪3，主動(dòng)錐齒輪3與從動(dòng)錐齒輪3a嚙合，從動(dòng)錐齒輪3a固定在橫向的傳動(dòng)軸5上，傳動(dòng)軸5的兩側(cè)分別連接爬坡圓輪6，爬坡圓輪6直徑小于前全向輪2a的直徑，傳動(dòng)軸5通過(guò)軸承固定在前支架4上。
[0020]本例的底盤(pán)支架I與前支架4的鉸接點(diǎn)有兩個(gè)，位于前支架4的側(cè)部附近，前支架4的立桿4a與底盤(pán)支架I上的前立桿Ia均為兩個(gè)。
【權(quán)利要求】
1.一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，包括底盤(pán)支架(I)，底盤(pán)支架(I)上的三個(gè)全向輪，其特征在于: 所述的三個(gè)全向輪中后部的兩個(gè)后全向輪(2)直接固定在底盤(pán)支架上，前部的前全向輪(2a)固定在與底盤(pán)支架(I)鉸接的前支架(4)上，前支架(4)的立桿(4a)與底盤(pán)支架(I)上的前立桿(Ia)通過(guò)氣缸(7)連接； 前全向輪的軸向前穿出，并連接主動(dòng)錐齒輪(3)，主動(dòng)錐齒輪(3)與從動(dòng)錐齒輪(3a)嚙合，從動(dòng)錐齒輪(3a)固定在橫向的傳動(dòng)軸(5)上，傳動(dòng)軸(5)的兩側(cè)分別連接爬坡圓輪(6)，爬坡圓輪(6)直徑小于前全向輪(2a)的直徑，傳動(dòng)軸(5)通過(guò)軸承固定在前支架(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬坡機(jī)器人全向輪底盤(pán)，其特征在于:所述的底盤(pán)支架(I)與前支架⑷的鉸接點(diǎn)有兩個(gè)，位于前支架⑷的側(cè)部附近，前支架⑷的立桿(4a)與底盤(pán)支架(I)上的前立桿(Ia)均為兩個(gè)。
【文檔編號(hào)】B62D61/10GK104210572SQ201410327796
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】李靜波, 王克貴, 高宏力, 黃海鳳, 趙彬, 郭亮, 孔德松, 楊松, 陳亮 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)