一种轮式移动结构及包含其的轮式机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轮式移动机构,包括：基座，转向机构，所述转向机构为两组，分别位于基座的前后两端，所述转向机构与基座相连接，移动机构，所述移动机构为四组，每两组移动机构通过一个连接杆与一组转向机构相连接并在转向机构的带动下在水平方向上转动，所述基座在移动机构的带动下水平移动。本实用新型专利技术的轮式移动机构采用前后轮成对驱动来控制转向，以及控制每轮旋转来实现全方位移动；能够实现零半径回转，可调速，便于控制。本实用新型专利技术还涉及一种包含轮式移动机构的轮式机器人。

A wheeled mobile structure and a wheeled robot containing it

The utility model relates to a wheeled mobile mechanism, which comprises a base, a steering mechanism, a steering mechanism for two groups, respectively before and after the ends of the pedestal, the steering mechanism is connected to the base, the moving mechanism, the moving mechanism into four groups, each group of two mobile mechanism through a connecting rod and a set of steering mechanism is connected and the steering mechanism is driven to rotate in the horizontal direction, the level of the mobile base driven by the mobile organ. The wheeled mobile mechanism of the utility model controls the steering by using the front and rear wheels to drive in pairs, and controls the rotation of each wheel to achieve omnidirectional movement. It can achieve zero radius rotation, speed regulation and convenient control. The utility model also relates to a wheeled robot which includes a wheeled mobile mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式移动结构及包含其的轮式机器人
本技术涉及机械领域，具体地说，涉及一种轮式移动结构及包含其的轮式机器人。
技术介绍
移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早在60年代，就己经开始有关于移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及许多方面，首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式、腿式的，对于水下机器人，则是推进器。其次，必须考虑驱动器的控制，以使机器人达到期望的行为。第三，必须考虑导航或路径规划，对于后者，有更多的方面要考虑，如传感融合，特征提取，避碰及环境映射。因此，移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。由于对移动机器人的研究，提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题，引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣，更由于它在军事侦察、扫雷排险、核、化污染等危险与恶劣坏境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景，使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。国外在移动机器人方面的研究起步较早，不管是在应用还是在研究方面，日本和美国都处于遥遥领先的地位。美国国家科学委员会曾预言:"20世纪的核心武器是坦克。21世纪的核心武器是无人作战系统，其中2000年以后遥控地面无人作战系统将连续装备部队，并走向战场”。为此，从80年代开始，美国国防高级研究计划局(DARPA)专门立项，制定了地面无人作战平台的战略计划。从此，在全世界掀开了全面研究室外移动机器人的序幕。初期的研究，主要从学术角度研究室外机器人的体系结构和信息处理，并建立实验系统进行验证。虽然由于80年代对机器人的智能行为期望过高，导致室外机器人的研究未达到预期的效果，但是却带动了相关技术的发展，为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验，同时也推动了其它国家对移动机器人的研究与开发。进入90年代，随着技术的进步，移动机器人开始在更现实的基础上，开拓各个应用领域，向实用化进军。如由美国NASA资助研制的“丹蒂II”八足行走机器人，是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人，1994年在斯拍火山的火山口中进行了成功的演示。美国NASA研制的火星探测机器人索杰那于1997年登上火星。为了在火星上进行长距离探险，又开始了新一代样机的研制，命名为Rocky，并在Lavic湖的岩溶流上和干枯的湖床上进行了成功的实验。此外，在民用方面，可移动机器人在国外己被广泛用于扫除、割草、室内传送、导盲、导游、导购、室内外清洗和保安巡逻等各个方面。另外，国外还在高完整性机器人，遥控移动机器人，环境与移动机器人系统，生态机器人学，多机器人系统等方面作了大量的研究。国内在移动机器人方面的研究起步较晚，大多数研究尚处于某个单项研究阶段，主要的研究工作有:清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定。涉及到五个方面的关键技术:基于地图的全局路径规划技术研究(准结构道路网环境下的全局路径规划、具有障碍物越野环境下的全局路径规划、自然地形环境下的全局路径规划)；基于传感器信息的局部路径规划技术研究(基于多种传感器信息的“感知一动作”行为、基于环境势场法的“感知一动作”行为、基于模糊控制的局部路径规划与导航控制)；路径规划的仿真技术研究(基于地图的全局路径规划系统的仿真模拟、室外移动机器人规划系统的仿真模拟、室内移动机器人局部路径规划系统的仿真模拟)；传感技术、信息融合技术研究(差分全球卫星定位系统、磁罗盘和光码盘定位系统、超声测距系统、视觉处理技术、信息融合技术)；智能移动机器人的设计和实现(智能移动机器人THMR-IH的体系结构、高效快速的数据传输技术、自动驾驶系统)。此外，还有香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人、中国科学院沈阳自动化研究所的自动导引车AGV和防爆机器人、中国科学院自动化所自行设计、制造的全方位移动式机器人视觉导航系统、哈尔滨工业大学研制成功的导游机器人等。总之，近年来移动式机器人的研究在国内也得到很大的重视，并且在某些方面的研究取得丰硕的成果。全方位轮式机器人的运动包括纵向、横向和自转三个自由度的运动。车轮形移动机构的特征与其他移动机构相比车轮形移动机构有下列一些优点：能高速稳定的移动，能量利用率高，机构的控制简单，而且它可以能够借鉴日益完善的汽车技术和经验等。它的缺点是移动只限于平面。目前，需要机器人工作的场所，如果不考虑特殊环境和山地等自然环境，几乎都是人工建造的平地。所以在这个意义上车轮形移动机构的利用价值可以说是非常高的。现有的车轮旋转机构设计主要有图5a和图5b两种结构，但是上述两种结构均有着不同程度的缺点：如图5a所示，车轮与地面接触面积小，可能产生打滑现象，且对电机轴形成一个弯矩，容易对电机轴造成破坏，使用起来十分不便；如图5b所示，采用电机内嵌式结构，增大了车轮与地面接触面积，减小了打滑现象，但电机固定比较困难，安装生产都不便利。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种零半径回转，可调速，便于控制的轮式移动结构及包含其的轮式机器人。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：本技术提供一种轮式移动结构，包括：基座，转向机构，所述转向机构为两组，分别位于基座的前后两端，所述转向机构与基座相连接，移动机构，所述移动机构为四组，每两组移动机构通过一个连接杆与一组转向机构相连接并在转向机构的带动下在水平方向上转动，所述基座在移动机构的带动下水平移动。优选的，所述移动机构包括，移动电机、内车轮和外车轮；所述移动电机与连接杆相连接，所述移动电机的输出端套接在内车轮的内部；所述移动电机的输出轴与内车轮和外车轮的转动轴相连接，所述外车轮和内车轮在移动电机输出轴的带动下转动。优选的，所述移动电机的外部套设有电机壳，所述内车轮靠近移动电机的一侧设有圆形凹槽，所述电机壳嵌设在所述圆形凹槽内；所述电机壳与圆形凹槽内壁之间夹设有深沟球轴承。优选的，所述移动电机的输出轴与内车轮及外车轮之间通过第一联轴器连接，所述第一联轴器带动内车轮和外车轮随着移动电机的输出轴转动。优选的，所述移动机构还包括两块顶紧挡板，所述顶紧挡板为半圆弧状，两块顶紧挡板套设在联轴器外侧并与第一联轴器彼此独立，所述顶紧挡板的上下各延伸出一块方形连接板，所述上方的两块连接板通过螺栓与连接杆相连接，下方的两块连接板通过螺栓彼此连接。优选的，所述转向机构包括转向电机和转向轴，所述转向电机的输出轴与转向轴相连接，所述转向轴与连接杆相连接，所述转向电机的输出轴带动转向轴转动，进而带动连接杆转动。优选的，所述转向电机通过连接件与基座相连接，所述连接件为上下均具有连接板的中空筒状结构，所述转向电机置于中空筒内，并通过螺栓穿过连接板上的连接孔与基座相连接。优选的，所述转向轴可分为上下两部分，分别为上部转向轴和下部转向轴，所述上部转向轴为T型轴并与转向电机的输出轴相连接，所述下部转向轴与连接杆相连接；所述下部转向轴的外侧套设有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承的外侧套设有套筒。优选的，所述圆锥滚子轴承与转向轴的轴肩之间设有用于定位的弹性垫圈。本技术的有益效果是：本技术的轮式移动机构采用前后轮成对驱动来控制转向，以及控制每轮旋转来实现全方位移动；能够实现零半径回转，可调速，便于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式移动结构，其特征在于，包括：基座(10)，转向机构(30)，所述转向机构(30)为两组，分别位于基座(10)的前后两端，所述转向机构(30)与基座(10)相连接，移动机构(20)，所述移动机构(20)为四组，每两组移动机构(20)通过一个连接杆(40)与一组转向机构(30)相连接并在转向机构(30)的带动下在水平方向上转动，所述基座(10)在移动机构(20)的带动下水平移动。

【技术特征摘要】
1.一种轮式移动结构，其特征在于，包括：基座(10)，转向机构(30)，所述转向机构(30)为两组，分别位于基座(10)的前后两端，所述转向机构(30)与基座(10)相连接，移动机构(20)，所述移动机构(20)为四组，每两组移动机构(20)通过一个连接杆(40)与一组转向机构(30)相连接并在转向机构(30)的带动下在水平方向上转动，所述基座(10)在移动机构(20)的带动下水平移动。2.根据权利要求1所述的轮式移动结构，其特征在于，所述移动机构(20)包括，移动电机(21)、内车轮(22)和外车轮(23)；所述移动电机(21)与连接杆(40)相连接，所述移动电机(21)的输出端套接在内车轮(22)的内部；所述移动电机(21)的输出轴与内车轮(22)和外车轮(23)的转动轴相连接，所述外车轮(23)和内车轮(22)在移动电机(21)输出轴的带动下转动。3.根据权利要求2所述的轮式移动结构，其特征在于，所述移动电机(21)的外部套设有电机壳(24)，所述内车轮(22)靠近移动电机(21)的一侧设有圆形凹槽，所述电机壳(24)嵌设在所述圆形凹槽内；所述电机壳(24)与圆形凹槽内壁之间夹设有深沟球轴承(25)。4.根据权利要求2所述的轮式移动结构，其特征在于，所述移动电机(21)的输出轴与内车轮(22)及外车轮(23)之间通过第一联轴器(26)连接，所述第一联轴器(26)带动内车轮(22)和外车轮(23)随着移动电机(21)的输出轴转动。5.根据权利要求4所述的轮式移动结构，其特征在于，所述移动机构(20)还包括两块顶紧挡板(27)，所述顶紧挡板(27)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沙沙，陶莉慧，
申请(专利权)人：北京农信通科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11