带举架全方位移动平台.pdf

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，为了保证基于全向轮的全方位平台能在平面内全方位移动的同时，还能实现快速爬坡越障的功能，在三角形布局的三轮全向轮平台的一条高线上安装一个可驱动举架，在平面运动时，可用蜗轮蜗杆机构将举架抬起，保证举架两驱动轮悬空；当实现翻越障碍物的功能时将举架下放，使两主驱动轮着地，将一个顶点处的全向轮撑起，使其离开地面，这样既可以保证车体能有较强的前向直线驱动力，又能保证平台的工作姿态，因此具有很好的爬坡性能。

本发明包括等边三角形车体底盘5，、升降滑道12、全向轮1、全向轮13、全向轮15通过轴承座14固定在平台上，这种全向轮是一个大轮子周围垂直方向上均匀分布若干小轮子，大轮子由电机驱动，小轮子可以自由转动，使机器人在大轮子垂直方向侧滑时没有摩擦。三对全向轮互成120°均布，每个全向轮有各自的驱动电机2，驱动电机输出轴通过同步带轮4、同步齿形带3传送给全向轮；升降滑道12安装在底盘5上，摆杆7的一端通过蜗轮蜗杆8安装在升降滑道12上、另一端和举架6相连；通过蜗轮蜗杆8控制摆杆7绕转动轴9上下摆动，从而控制举架6起落，举架6两侧分别固定驱动电机10、定向驱动轮11，用以爬坡时提供较强的稳定驱动力。

车体底盘支架5成等边三角形，三对全向轮轴心夹角为120°均布，在驱动过程中，为保证行进方向准确，尽量保证三轮轴心夹角精确。举架6的摆杆7处驱动为蜗轮蜗杆8传动，此种传动方式具有很强的自锁能力，力的放大倍数较大，可承受车体的重量。举架6上两定向驱动轮11轮距应宽于车体宽度的2/3，这样可以使车体在爬坡过程中保持平稳。

三个全向轮配制而成的驱动平台结构相对简单，并能够实现平台的全方位的运动。为了控制和机械结构设计上的方便，一般来说三个轮子的轴线要相交于一点，两两之间夹角120°，即全向轮面向圆心对称分布。如图1所示，全方位移动平台由全向轮(瑞士轮1)、Maxon驱动电机、同步齿形带和同步带轮、车体框架组成。

为尽量保证移动平台的紧凑性，电机与驱动轮之间的距离要尽可能短；此外，为避免移动平台在翻越障碍物时产生刮蹭，影响行进路线，平台的底盘距地面有一定高度。为保证传动精度，电机和全向轮之间采用同步齿形带传动。为保证同步齿形带能够张紧，使电机支承座的中心与全向轮中心保证一定值，要使同步带轮的位置尽量靠近轴承座支撑点，这样可避免因转动轴的挠度引起齿形带变松。其中两侧轴承座的设计是为了防止全向轮的失稳及传递较大的扭矩。在平地运动时，车体通过三个驱动轮的电机给以不同转速，可实现车体原地转动、平移、斜向移动等全方位移动，此时举架必须抬起，以保证车体灵活移动。

平台在完成翻越障碍物时，需将举架驱动轮触地，此时举架驱动电机为前进驱动车轮，前侧两个全向轮配以相同转速，且旋转方向均为前进驱动方向，与此同时，根据后驱动轮的速度，配以一定大小的速度，此时位于举架轴线处的驱动轮被架空，不提供任何阻力和驱动力，这样能保证车体能平稳爬坡。