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      一種全向式移動(dòng)輪模塊的制作方法

      文檔序號(hào):8779824閱讀:229來源:國知局
      一種全向式移動(dòng)輪模塊的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種全向式移動(dòng)輪模塊。
      【背景技術(shù)】
      [0002]近10年來,我國機(jī)器人事業(yè)不斷發(fā)展,機(jī)器人的運(yùn)用領(lǐng)域和適用范圍正不斷擴(kuò)展。其中移動(dòng)機(jī)器人更是隨著家庭生活水平和社會(huì)服務(wù)水平的提高受到越來越廣泛的歡迎。隨著移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)用領(lǐng)域的不斷拓展,移動(dòng)機(jī)器人對(duì)移動(dòng)的快速性和靈活性都提出了更高的要求。在這種要求下,全向式移動(dòng)輪得到了越來越廣泛的重視。全向式移動(dòng)輪具有平面運(yùn)動(dòng)的全部自由度,包括前后、左右以及原地自轉(zhuǎn),一般可以在任何角度任何速度下進(jìn)行移動(dòng)。全向式移動(dòng)輪的快速性和靈活性優(yōu)于其他的輪式方式,并且能夠在家庭或者其他狹窄的空間內(nèi)自由移動(dòng),因此其使用的領(lǐng)域更加寬泛。目前的全向式移動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)有以下幾種方式:麥克納姆輪、Omn1-direct1nal輪、正交輪。
      [0003]麥克納姆輪的輪緣上斜向分布著許多小滾子,故輪子可以橫向滑移。小滾子的母線很特殊,當(dāng)輪子繞著固定的輪心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),各個(gè)小滾子的包絡(luò)線為圓柱面,所以該輪能夠連續(xù)地向前滾動(dòng)有4個(gè)這種新型輪子進(jìn)行組合,可以更靈活方便的實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)功能。但是滾子與地面的接觸面積小,不能適用復(fù)雜的地面情況。
      [0004]Omn1-direct1nal輪和正交輪有著相似的設(shè)計(jì)理念,這兩種全向輪都具有垂直于軸線的小滾子用來側(cè)向移動(dòng),不同的是Omn1-direct1nal輪的小滾子是被動(dòng)式的,而正交輪的小滾子卻有電機(jī)驅(qū)動(dòng)。但是電機(jī)較多,耗能比較大。
      [0005]上述全向式移動(dòng)輪的缺點(diǎn)是:均通過特殊的輪子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其二維運(yùn)動(dòng),通過多個(gè)全向式移動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力的合力來控制所構(gòu)成的移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向,對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的要求較高;對(duì)地面平整性要求較高,大多限于室內(nèi)地面使用;單個(gè)輪子設(shè)計(jì)復(fù)雜,成本比較尚O

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本實(shí)用新型提出一種全向式移動(dòng)輪模塊,集成了轉(zhuǎn)向和移動(dòng)功能,使全向式移動(dòng)輪成為一個(gè)單獨(dú)的模塊,適應(yīng)室外普通地面,提高了全向式移動(dòng)輪的地面適應(yīng)性,操控簡(jiǎn)單,安裝在機(jī)器人上后,可增加機(jī)器人的靈活度。
      [0007]為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供一種全向式移動(dòng)輪模塊,包括安裝主板、舵機(jī)、花鍵軸、U型板和輪轂電機(jī);舵機(jī)和花鍵軸安裝在安裝主板上;花鍵軸的一端固定有花鍵軸齒輪,另一端固定有U型板;舵機(jī)輸出軸上的舵機(jī)齒輪與花鍵軸齒輪相嚙合;輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的左右兩端固定在U型板的兩個(gè)枝杈端部;花鍵軸的中心軸線垂直于輪轂電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心軸線。
      [0008]較佳地,還包括控制板和輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器;控制板用于通過通訊接口接收外部控制輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)向和運(yùn)動(dòng)的指令;舵機(jī)與控制板連接,按照控制板發(fā)送的指令控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度;輪轂電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器連接,驅(qū)動(dòng)器與控制板連接,驅(qū)動(dòng)器按照控制板發(fā)送的指令控制輪轂電機(jī)前后運(yùn)動(dòng)。
      [0009]較佳地,所述舵機(jī)齒輪通過與舵機(jī)輸出軸的過盈配合實(shí)現(xiàn)周向定位,通過舵機(jī)上的凸臺(tái)實(shí)現(xiàn)軸向定位。
      [0010]較佳地,花鍵軸齒輪與花鍵軸之間通過定位銷實(shí)現(xiàn)軸向定位,通過齒輪鍵實(shí)現(xiàn)周向定位。
      [0011]較佳地,在U型板與花鍵軸連接的對(duì)應(yīng)部位,U型板固定有銅嵌套,花鍵軸帶有花鍵,花鍵軸嵌入銅嵌套內(nèi)部從而實(shí)現(xiàn)U型板與花鍵軸之間在水平方向無相對(duì)位移。
      [0012]較佳地,在下軸承內(nèi)圈至U型板表面之間的花鍵軸上貼合安裝有套筒,花鍵軸的下端通過螺母限位,使花鍵軸與U型板之間在垂直方向無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
      [0013]較佳地,還包括上軸承和下軸承,上軸承和下軸承對(duì)稱安裝在花鍵軸的一個(gè)軸肩處,用于保證花鍵軸繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性;其中,上軸承通過安裝主板的下部定位其軸承外圈,通過花鍵軸的軸肩定位其軸承內(nèi)圈;下軸承通過花鍵軸的軸肩定位其軸承內(nèi)圈,通過軸承蓋定位其軸承外圈。
      [0014]較佳地,還包括軸承架,軸承架固定在安裝主板上,軸承架下部設(shè)置有一個(gè)軸承蓋,上軸承和下軸承放置在軸承架內(nèi),用于保護(hù)上軸承和下軸承。
      [0015]較佳地,還包括:主板蓋板,固定在安裝主板的正上方,作為與外部設(shè)備連接的連接部;主板側(cè)板,固定在安裝主板和主板蓋板上,用于保護(hù)安裝主板上安裝的組件。
      [0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,其顯著優(yōu)點(diǎn)在于,本實(shí)用新型將全向式移動(dòng)輪構(gòu)成模塊化,集成了轉(zhuǎn)向和移動(dòng)的功能,提高了全向式移動(dòng)輪的地面適應(yīng)性;本實(shí)用新型無需通過復(fù)雜的程序?qū)崿F(xiàn)多個(gè)全向式移動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力的合力來控制所構(gòu)成的移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向的目的,控制相對(duì)簡(jiǎn)單;本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,成本比較低。
      【附圖說明】
      [0017]圖1是本實(shí)用新型全向式移動(dòng)輪模塊主視圖。
      [0018]圖2是圖1的左視圖。
      [0019]圖3是圖1中部位I的放大圖。
      [0020]圖4是圖1中部位II的放大圖。
      [0021]圖5是本實(shí)用新型中舵機(jī)控制邏輯部分全剖視圖。
      [0022]圖6是本實(shí)用新型輪轂電機(jī)安裝示意圖。
      [0023]附圖中序號(hào)說明:
      [0024]1:安裝主板,2:主板蓋板,3:主板側(cè)板,4:花鍵軸,5:花鍵軸齒輪,6:定位銷,7:齒輪鍵,8:上軸承,9:軸承架,10:下軸承,11:軸承蓋,12:輪轂電機(jī)夾緊板,13:輪轂電機(jī),14:U型板定位螺母,15:彈性墊片,16:U型板,17:銅嵌套,18:套筒,19:舵機(jī),20:舵機(jī)齒輪,21:控制盒。
      【具體實(shí)施方式】
      [0025]容易理解,依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案,在不變更本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神的情況下,本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以想象出本實(shí)用新型一種全向式移動(dòng)輪模塊的多種實(shí)施方式。因此,以下【具體實(shí)施方式】和附圖僅是對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明,而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全部或者視為對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制或限定。
      [0026]結(jié)合圖1和圖2,本實(shí)施例是一個(gè)完整的全向式移動(dòng)輪模塊,其中安裝主板I作為整個(gè)模塊的機(jī)架,用來安裝和固定其他部件;主板蓋板2用螺釘固定在安裝主板I的正上方,作為一個(gè)蓋板,也作為可以連接機(jī)器人部分的連接部;主板側(cè)板3用螺釘固定在安裝主板I和主板蓋板2上,前后各一塊,主要是防止安裝主板I內(nèi)部安裝的部件與外界發(fā)生不必要的觸碰,以防險(xiǎn)的發(fā)生。
      [0027]本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)輸出有兩個(gè)部分,第一個(gè)是舵機(jī)19,第二個(gè)是輪轂電
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