專利名稱：一種用于機(jī)器人上的全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)上的全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
目前，在機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主要結(jié)構(gòu)有兩種1、采用全方位輪的全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)；2、采用三輪方式，其中兩輪驅(qū)動(dòng)，一輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)全方位轉(zhuǎn)動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)于第1種方式來說，采用全方位輪來實(shí)現(xiàn)全方位任一角度轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式完全依靠于全方位輪，而全方位輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，并且運(yùn)行效率低，功率損失大，很大程度地影響著移動(dòng)系統(tǒng)的移動(dòng)性能。對(duì)于第2種方式來說，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但為保證穩(wěn)定性，對(duì)尺寸卻有限制，同時(shí)需要存在轉(zhuǎn)彎半徑要求。
本實(shí)用新型的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種能夠方便地實(shí)現(xiàn)自由、靈活轉(zhuǎn)動(dòng)、全方位移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是(1)采用齒輪十字架布置形式為主體轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)框架。(2)以中心電機(jī)控制四個(gè)輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)對(duì)角線上的兩輪轉(zhuǎn)向相同，不同對(duì)角線轉(zhuǎn)向相反。(4)驅(qū)動(dòng)形式為對(duì)角線上的兩輪為主動(dòng)輪，另一對(duì)角線上的兩輪為從動(dòng)輪。(5)驅(qū)動(dòng)輪采用電機(jī)配諧波減速器內(nèi)嵌于輪的布置方式，(6)從動(dòng)輪加彈簧，以驅(qū)動(dòng)輪為基準(zhǔn)，保證四輪能在路面不平時(shí)同處于同一平面，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中的減震、平穩(wěn)。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型原理和結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、減速器2、主動(dòng)輪3、中心控制電機(jī)4、中心齒輪5、傳動(dòng)齒輪6、從動(dòng)輪7組成，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和減速器2相接后，安裝在主動(dòng)輪3上，通過傳動(dòng)齒輪和中心齒輪5及中心控制電機(jī)4相連，從動(dòng)輪7通過若干個(gè)傳動(dòng)齒輪6和中心齒輪5和中心控制電機(jī)4相連，主動(dòng)輪3和從動(dòng)輪7以中心齒輪5為中心對(duì)稱分布，整體構(gòu)成十字架結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型以中心電機(jī)帶動(dòng)中心齒輪為整個(gè)機(jī)構(gòu)的中心，沿中心齒輪周圍，傳動(dòng)齒輪按十字架結(jié)構(gòu)形式布置，周邊四個(gè)齒輪各帶動(dòng)一個(gè)輪子，對(duì)角線上的輪子兩兩相同，分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，兩條對(duì)角線上的傳動(dòng)齒輪數(shù)量不同，分別為奇數(shù)和偶數(shù)。工作原理為中心電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)中心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，中心齒輪再通過齒輪把動(dòng)力沿對(duì)角線傳到四個(gè)角上，這兩條對(duì)角線構(gòu)成十字架結(jié)構(gòu)形式，在兩條對(duì)角線上分別采用奇數(shù)、偶數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)兩條對(duì)角線上的輪子轉(zhuǎn)向相反，兩兩順時(shí)針，兩兩逆時(shí)針，并通過精確計(jì)算傳動(dòng)比來保證各輪子所轉(zhuǎn)的角度相同。中心電機(jī)控制這四個(gè)輪子，轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)整體結(jié)構(gòu)朝該方向行走，可實(shí)現(xiàn)任一角度轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)合理，只需要3個(gè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)；結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)低，整體重量輕，低于10kg；整體運(yùn)行效率高(55～75％)，易于對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度、方向控制；可實(shí)現(xiàn)原地任一角度(即全方位)轉(zhuǎn)動(dòng)；運(yùn)行耗能低，有力地保證了無纜行走功能；機(jī)構(gòu)運(yùn)行平衡，尺寸根據(jù)需要可以大、可以小(只需改變齒輪大小、數(shù)量)，并且易于實(shí)現(xiàn)系列化。


圖1為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖實(shí)施例本實(shí)用新型安裝在清掃機(jī)器人上可達(dá)到，清掃速度0～0.7m/S，轉(zhuǎn)動(dòng)角度360°，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電池24V25Ah，機(jī)器人連續(xù)工作時(shí)間＞5h，機(jī)器人及電池重量＜50kg，允許路面不平度5mm/1m2。
權(quán)利要求1.一種用于機(jī)器人上的全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于由驅(qū)動(dòng)電機(jī)[1]、減速器[2]、主動(dòng)輪[3]、中心控制電機(jī)[4]、中心齒輪[5]、傳動(dòng)齒輪[6]、從動(dòng)輪[7]組成，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)[1]和減速器[2]相接后，安裝在主動(dòng)輪[3]上，通過傳動(dòng)齒輪和中心齒輪[5]和中心控制電機(jī)[4]相連，從動(dòng)輪[7]通過若干個(gè)傳動(dòng)齒輪[6]和中心齒輪[5]和中心控制電機(jī)[4]相連，主動(dòng)輪[3]和從動(dòng)輪[7]以中心齒輪[5]為中心成對(duì)稱分布，整體構(gòu)成十字架結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于兩條對(duì)角線上的傳動(dòng)齒輪數(shù)量不同，分別為奇數(shù)和偶數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于機(jī)器人上的全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu),以中心電機(jī)帶動(dòng)中心齒輪為整個(gè)機(jī)構(gòu)的中心,沿中心齒輪周圍,傳動(dòng)齒輪按十字架結(jié)構(gòu)形式布置,周邊四個(gè)齒輪各帶動(dòng)一個(gè)輪子,對(duì)角線上的輪子兩兩相同,分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪,兩條對(duì)角線上的傳動(dòng)齒輪數(shù)量不同,分別為奇數(shù)和偶數(shù)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理,成本低,整體運(yùn)行效率高,易于對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度、方向控制。
文檔編號(hào)B25J11/00GK2409025SQ0020666
公開日2000年12月6日 申請(qǐng)日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者鮑青山, 汪云濤, 李學(xué)勝, 王樹國(guó) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)