The utility model discloses a spherical omnidirectional wheel mechanism based on the artificial potential field, including the inner and outer spherical shells and the outer shell driving components with the ball center, and the outer shell driving component includes three single row full steering wheels with circular circumference, and the single row full direction wheel is mounted on the inner spherical shell through the wheel frame, and there is elastic between the wheel frame and the inner spherical shell. The inner spherical shell is installed at the bottom of the magnetic plate, and a drum frame is installed on the magnetic plate. The drum frame is connected by the bull's eye wheel and the outer spherical shell, and the inner electromagnet is installed on the top of the magnetic plate. The outer shell is mounted on the chassis of the car through the wheel frame and the chassis of the car. The wheel frame between the outer spherical shell and the outer spherical shell is provided with an external ball electromagnet which is opposite to the electromagnet in the ball. The artificial potential field generated by the electromagnet system can enhance the gravity potential field, thereby enhancing the restoring torque and making the internal system more stable.
【技术实现步骤摘要】
基于人工势场的球形全向车轮机构
本技术涉及轮式道路行走机构,具体为一种基于人工势场的球形全向车轮机构。
技术介绍
四轮汽车是人们日常生活广泛使用的交通工具,车轮车体支撑和驱动是其基本单元。目前,常见的车轮往往只能绕与车轮平面垂直的转轴回转,因此汽车通常不能实现横移,这容易限制汽车停车入库和快速避险的灵活性。最近,英国专利技术家马修利迪亚德(MatthewLiddiard)设计了一种可横向驱动的全向轮机构并将其应用在汽车车轮,称为Liddiardwheel。这种全向车轮运动时可以沿着车体行进的方向横向滚动,从而使汽车能够流畅地从左边(右边)横向移动到右边(左边)。该机构的设计原理是在轮毂中间装有可以驱动的节轮,节轮的转轴平行于车轮平面。目前,这种车轮已有物理样件装在试验的乘用小汽车上,取得了一定的效果。然而,Liddiardwheel的驱动节轮与车胎需要压紧接触,并且两者通过摩擦来传递动力,而车胎则与路面直接接触,这样可能会因为外界的泥水沙尘等导致节轮和轮胎之间出现打滑的现象,从而影响动力传递的效果;另外,轮胎外层处于拉伸状态而内层处于挤压状态,这样当轮胎横向滚动时会反复拉伸,长时间运行时可能会导致轮胎过度疲劳,从而降低使用寿命。全向球形机器人是一种能够实现全方位运动的机构,可以为汽车车轮设计提供思路。比如,申请号为CN201620109635.X的技术提出了一种《摩擦式内驱动全方位球形机器人机构》,该机构由内外两个球壳构成,其中,内部小球采用偏心设计并装有带驱动的全向轮,全向轮与外球壳内壁接触,通过摩擦驱动其全方位运动;另外,内球壳在重力势场下保持小角度范 ...
【技术保护点】
基于人工势场的球形全向车轮机构,包括同球心的内、外球壳(1、2)以及基于内球壳(1)设于外球壳(2)内的外球壳驱动组件,其特征在于:所述外球壳驱动组件包括于内、外球壳(1、2)下部之间圆周均布的三个单排全向轮(3),三个单排全向轮(3)的回转中心线斜向下方相交于一点且该交点处于过球心的垂直线上,各单排全向轮(3)通过对应轮架(4)安装于内球壳(1)的对应位置上,各轮架(4)与内球壳(1)之间设有弹性元件(5)将对应单排全向轮(3)抵压预紧在外球壳(2)的内壳面上,各轮架(4)上设有驱动对应单排全向轮(3)的行走电机(6);所述内球壳(1)安装于隔磁板(7)底部,所述隔磁板(7)上设有上拱的同球心鼓形架(10),所述鼓形架(10)通过其上均布的牛眼轮(11)与外球壳(2)的上半内壳面滚动连接,鼓形架(10)内的隔磁板(7)顶部通过电磁铁支架(8)安装球内电磁铁(9);所述外球壳(2)通过车轮架(12)安装于汽车底盘(13)上,所述汽车底盘(13)与外球壳(2)之间的车轮架(12)内设有与球内电磁铁(9)对位的球外电磁铁(14),所述球外电磁铁(14)与球内电磁铁(9)相对的极端异极相吸。
【技术特征摘要】
1.基于人工势场的球形全向车轮机构,包括同球心的内、外球壳(1、2)以及基于内球壳(1)设于外球壳(2)内的外球壳驱动组件,其特征在于:所述外球壳驱动组件包括于内、外球壳(1、2)下部之间圆周均布的三个单排全向轮(3),三个单排全向轮(3)的回转中心线斜向下方相交于一点且该交点处于过球心的垂直线上,各单排全向轮(3)通过对应轮架(4)安装于内球壳(1)的对应位置上,各轮架(4)与内球壳(1)之间设有弹性元件(5)将对应单排全向轮(3)抵压预紧在外球壳(2)的内壳面上,各轮架(4)上设有驱动对应单排全向轮(3)的行走电机(6);所述内球壳(1)安装于隔磁板(7)底部,所述隔磁板(7)上设有上拱的同球心鼓形架(10),所述鼓形架(10)通过其上均布的牛眼轮(11)与外球壳(2)的上半内壳面滚动连接,鼓形架(10)内的隔磁板(7)顶部通过电磁铁支架(8)安装球内电磁铁(9);所述外球壳(2)通过车轮架(12)安装于汽车底盘(13)上,所述汽车底盘(13)与外...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄用华,王亲猛,黄浩,庄未,李凯,钟艳如,黄美发,孙永厚,匡兵,钟永全,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:新型
国别省市:广西,45
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