一種Mecanum輪全向移動平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動裝置，屬于搬運輸送裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種Mecanum輪全向移動平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，以輪式移動平臺為基礎(chǔ)的可承載移動設(shè)備在制造業(yè)自動化、倉儲物資運輸、工業(yè)機(jī)器人以及日常生活等領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用。傳統(tǒng)輪式移動設(shè)備通常存在轉(zhuǎn)彎半徑大、無法橫向側(cè)移等諸多不利因素，故其作業(yè)時空間利用率低，運動靈活性差。
[0003]與球輪、連續(xù)切換輪等其它全向輪相比,Mecanum輪具有較強(qiáng)的承載能力；同時因為Mecanum輪的特殊結(jié)構(gòu)，基于Mecanum輪的全向移動平臺不需要專門為輪子設(shè)計轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。目前，以Mecanum輪技術(shù)為代表的全方位移動設(shè)備可以在二維平面上實現(xiàn)前后、左右和原地旋轉(zhuǎn)等運動，具有在不改變車體自身位姿的情況下向任意方向移動的運動特性。它能克服傳統(tǒng)輪式移動設(shè)備無法實現(xiàn)橫向移動和原地旋轉(zhuǎn)的缺陷，因而具有更大的運動靈活性，尤其適合工作于操作空間狹窄擁擠、運動路線曲折、對運動靈活性要求較高的場合。
[0004]Mecanum輪全向移動設(shè)備在工作時，其運動場地不可能完全平整，這將造成Mecanum輪的輥子結(jié)構(gòu)不可避免地存在著“撞地”的現(xiàn)象，從而對車身運動平穩(wěn)性及其移動精度產(chǎn)生不利影響。
[0005]申請?zhí)枮?01410427677的專利申請(北京航空航天大學(xué)，一種輪距無級調(diào)節(jié)式的全方位移動平臺車底盤)，揭示了一種輪距無極調(diào)節(jié)式的全方位移動平臺車底盤，它使用Mecanum輪實現(xiàn)了全方位移動，并以模塊化設(shè)計思想將整車劃分為四個模塊，各模塊使用滾珠絲杠相連實現(xiàn)了輪距調(diào)節(jié)的功能。
[0006]上述專利申請中的底盤在輪距調(diào)節(jié)后，因底盤實際屬于剛性體結(jié)構(gòu)，故遇到地面稍有不平整就會造成車體明顯晃動，影響控制精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種Mecanum輪全向移動平臺，該Mecanum輪全向移動平臺機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單可靠，運行平穩(wěn)，Mecanum輪能始終與地面接觸，具有較強(qiáng)的越障能力和承載能力。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種Mecanum輪全向移動平臺，包括車架、Mecanum輪、獨立懸掛模塊、動力傳動裝置、主控盒和電池組；
[0010]每個Mecanum輪均通過獨立懸掛模塊設(shè)置在車架下方，每個Mecanum輪均連接一個動力傳動裝置；
[0011]主控盒和電池組設(shè)置在車架的下方，主控盒能對所有Mecanum輪的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向進(jìn)行協(xié)同控制。
[0012]所述獨立懸掛模塊包括兩根相互平行設(shè)置的懸臂、將兩根懸臂固定連接的連接板和減震器;減震器的一端與連接板連接，減震器的另一端與車架相連接;兩根懸臂的其中一端均通過帶座軸承與套裝有Mecanum輪的傳動軸相連接。
[0013]兩根所述懸臂的另一端均固定連接在光軸上，光軸的兩端均通過帶座軸承與車架相連接。
[0014]所述減震器與連接板和車架之間各設(shè)置有一個支架，減震器與支架轉(zhuǎn)動連接。
[0015]所述Mecanum輪與傳動軸之間設(shè)置有軸套。
[0016]每個所述Mecanum輪均包括兩個輪轂圓盤、棍子和棍子芯軸，棍子同軸固定套裝在輥子芯軸的外周，套裝有輥子的輥子芯軸兩端均以轉(zhuǎn)動副連接并分布在輪轂圓盤的圓周。
[0017]每個所述Mecanum輪均還包括與輪轂圓盤同軸設(shè)置的中心連接件，中心連接件位于輥子圍合形成的空腔內(nèi)，中心連接件的兩端分別與兩個輪轂圓盤固定連接。
[0018]每個所述動力傳動裝置均包括減速器和直流電機(jī)，減速器的一端與直流電機(jī)相連接，減速器的另一端與套裝有Mecanum輪的傳動軸相連接。
[0019]所述減速器為蝸輪蝸桿減速器，直流電機(jī)的軸線與傳動軸的軸線相垂直。
[0020]所述車架底部中心設(shè)置有固定腔，主控盒和電池組安裝在該固定腔內(nèi)。
[0021]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果:
[0022]1.上述Mecanum輪的設(shè)置，不需要專門為輪子設(shè)計轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，而只需利用各輪之間轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向的相互配合就可實現(xiàn)移動平臺在平面內(nèi)任意方向的運動，尤其是其具有實現(xiàn)橫向側(cè)移、原地旋轉(zhuǎn)(零轉(zhuǎn)彎半徑)等獨特優(yōu)點，使得整個裝置的運動靈活性得到明顯地提高。
[0023]2.上述獨立懸掛模塊的設(shè)置，在遇到地面不平整時，除能對車體起到緩沖減震的作用外，還能保證輪子與地面之間的充分接觸。與剛性體懸架相比，能明顯提高平臺運動的穩(wěn)定性。另外在運行過程中，整車的輪距、軸距變化極小，保證了平臺運動的控制精度。
[0024]3.上述蝸輪蝸桿減速器的設(shè)置，能使直流電機(jī)和傳動軸垂直放置。另外，主控盒及電池組安裝在車架的固定腔內(nèi)，從而使得全向移動平臺整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0025]4.減震器安裝具有通用互換性，便于根據(jù)不同載重工況進(jìn)行更換，使得全向移動平臺穩(wěn)定性和舒適性在一定范圍內(nèi)可調(diào)。
[0026]5.上述Mecanum輪的設(shè)置，使得移動平臺承載能力強(qiáng)，平臺最大承載能力為250公斤(不含自重)。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的主視圖；
[0028]圖2是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的左視圖；
[0029]圖3是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的仰視圖；
[°03°]圖4是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的軸測圖；
[0031 ]圖5是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的獨立懸架模塊軸測圖。
[0032]圖6是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的Mecanum輪爆炸圖。
[0033]圖7是本發(fā)明Mecanum輪全向移動平臺的獨立懸架模塊局部剖視圖。
[0034]圖中:
[0035]1.車架；11.固定腔；
[0036]2.獨立懸掛模塊；
[0037]21.懸臂;22.連接板;23.帶座軸承;24.光軸;25.支架;26.減震器；
[0038]3.Mecanum 輪；
[0039]31.輪轂圓盤;32.中心連接件;33.輥子;34.輥子芯軸；
[0040]4.動力傳動裝置；
[0041 ] 41.減速器;42.直流電機(jī);43.傳動軸;431.鍵;432.軸套;433.緊定螺釘；
[0042]5.主控盒；
[0043]6.電池組。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和具體較佳實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0045]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種Mecanum輪全向移動平臺，包括車架1、Mecanum輪
3、獨立懸掛模塊2、動力傳動裝置4、主控盒5和電池組6。
[0046]Mecanum輪3的數(shù)量優(yōu)選為4個，4個Mecanum輪3分布在車架I下方的四個邊角處。Mecanum輪3的數(shù)量也可以根據(jù)需要，設(shè)置為多個，也均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0047]每個Mecanum輪3均通過獨立懸掛模塊2與車架I連接，每個Mecanum輪3均連接一個動力傳動裝置4。
[0048]車架I優(yōu)選為角鋼焊接式車架，強(qiáng)度高，重量輕，平臺的負(fù)載能力強(qiáng)。
[0049]車架I底部中心優(yōu)選設(shè)置有固定腔11，主控盒5和電池組6均安裝在該固定腔11內(nèi)。一方面提高了空間利用率，另一方面也