欠驱动耦合式全方位越障平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种欠驱动耦合式全方位越障平台，包括平台主体，所述的平台主体包括前平台和后平台；所述的前平台和后平台通过悬挂轴座和悬挂轴悬挂连接，所述的前平台和后平台之间设置有滚子；所述平台主体的四个角处分别通过竖轴设置有一个欠驱动行星轮系。本实用新型专利技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，适应地形能力强，能爬越楼梯、台阶等较大障碍物。移动平台具有环境自适应性。应用“欠驱动自适应轮系”，稳定性高；适应障碍物的范围大；仅凭轮体的受力情况即可实现走平地与越障碍的自行转换，根据小轮的受力情况自动调整轮系的运行状态，具有很强的自适应性。

Underactuated coupled all-around obstacle platform

The utility model discloses an underactuated coupled all-around obstacle platform, including a platform body. The platform body comprises a front platform and a rear platform; the front platform and the rear platform are suspended through a suspension shaft and a suspension axis, and a roller is arranged between the front and rear platforms of the platform, and the platform body is four. An underactuated planetary gear train is installed at each corner by vertical shaft. The underactuated coupling omnidirectional obstacle crossing platform of the utility model has strong adaptability to the terrain and can climb large obstacles such as stairs and steps. The mobile platform has the self adaptability of the environment. The application of \underactuated adaptive wheel system\ has high stability and large range of adaption to obstacles; it can realize the self transformation of the flat ground and the obstacle only depending on the force condition of the wheel body. It can automatically adjust the running state of the wheel system according to the force condition of the small wheel, and it has a strong adaptability.

【技术实现步骤摘要】
欠驱动耦合式全方位越障平台
本技术涉及一种欠驱动耦合式全方位越障平台。
技术介绍
麦克纳姆轮：这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子能够横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，能够更灵活方便的实现全方位移动功能。基于麦克纳姆轮技术的全方位运动设备能够实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。在此基础上研制的全方位叉车及全方位运输平台非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的舰船环境,在提高舰船保障效率、增加舰船空间利用率以及降低人力成本方面具有明显的效果。但是现有的麦克纳姆轮价格过高，运动稳定性较弱，路况适应性较弱，位姿保持力较差，能效比低。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种欠驱动耦合式全方位越障平台，用以解决现有的麦克纳姆轮价格过高，运动稳定性较弱，路况适应性较弱，位姿保持力较差，能效比低的缺点。本技术采用的技术手段如下：一种欠驱动耦合式全方位越障平台，包括平台主体，所述的平台主体包括前平台和后平台；所述的前平台和后平台通过悬挂轴座和悬挂轴悬挂连接，所述的前平台和后平台之间设置有滚子；所述平台主体的四个角处分别通过竖轴设置有一个欠驱动行星轮系；所述的欠驱动行星轮系包括轮系架、驱动电机、车轮架、车轮、轮轴、链轮和链条；所述的轮系架上部设置有驱动电机，下部通过轮轴座安装有轮轴，所述车轮架和链轮分别通过键固定在轮轴上，每个所述的车轮架上装配有三个或四个车轮；当竖轴转动，驱动欠驱动行星轮系原地换向。作为优选所述的竖轴通过竖轴座固定于平台主体上，每个所述竖轴上设置有一个同步链轮，四个所述同步链轮通过链条传动连接。作为优选所述的同步链轮设置于竖轴上部，或平台主体下方。作为优选所述轮系架顶部具有用于连接竖轴底部的竖轴轴夹。作为优选所述的前平台和后平台，包括外围的车架和车架内部的车板。与现有技术相比较，本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，适应地形能力强，能爬越楼梯、台阶等较大障碍物。移动平台具有环境自适应性。应用“欠驱动自适应轮系”，稳定性高；适应障碍物的范围大；仅凭轮体的受力情况即可实现走平地与越障碍的自行转换，根据小轮的受力情况自动调整轮系的运行状态，具有很强的自适应性。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，能实现原地换向(平台主体不需移动)，使得整个平台能够在较小空间内运动而不与外物发生碰撞。无需转向电机，仅凭地面反作用力对竖起旋转轴的耦合力即可实现全向移动功能。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，用于救灾时，利用原地换向、越障功能进入路况复杂的灾区进行勘察、拍摄、运送物资；用于侦察时，利用爬楼梯等越障功能进入工作区域进行勘察、拍摄或运输小型机器人进入现场。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的结构示意图。图2是本技术沿上下方向运动的仰视图。图3是本技术沿任意角度运动的仰视图。图4是本技术沿左右方向运动的仰视图。图5是本技术车轮和车轮架的主视图。图6是本技术的爆炸图。图7是本技术欠驱动行星轮系的爆炸图。图8是本技术车轮和车轮架的结构示意图。其中：1、车轮架，2、车轮，3、驱动电机，4、竖轴轴夹，5、竖轴座，6、同步链轮，7、车架，8、竖轴，9、车板，10、悬挂轴座，11、悬挂轴，12、滚子，13、小链轮，14、轮轴座。具体实施方式如图1到图8所示，一种欠驱动耦合式全方位越障平台，包括平台主体，所述的平台主体包括前平台和后平台；所述的前平台和后平台，包括外围的车架7和车架7内部的车板9。所述的前平台和后平台通过悬挂轴座10和悬挂轴11悬挂连接，遇到障碍物时车架7的前、后均能够绕悬挂轴11扭转，能有效保证遇到障碍物时平台仍能四轮着地。所述的前平台和后平台之间设置有滚子12，用于保证前、后车架7间距，使两者不产生摩擦和接触。所述平台主体的四个角处分别通过竖轴8设置有一个欠驱动行星轮系；所述的竖轴8通过竖轴座5固定于平台主体上，每个所述竖轴8上设置有一个同步链轮6，四个所述同步链轮6通过链条传动连接，同步链轮6间用链条沿长方形轮廓连接，用以保证四轮转动始终同步。所述的同步链轮6设置于竖轴8上部，或平台主体下方。若同步链轮8设置于平台主体以下，以便于平台搭载人或物。所述的欠驱动行星轮系包括轮系架、驱动电机3、车轮架1、车轮2、轮轴、链轮和链条；所述的轮系架上部设置有驱动电机3，下部通过轮轴座14安装有轮轴，所述车轮架1和链轮分别通过键固定在轮轴上，通过链条将驱动电机3和欠驱动行星轮系的链轮连接在一起，实现传动；每个所述的车轮架1上装配有三个或四个车轮2；当具有三个车轮2时，形成三臂行星轮，当具有四个车轮2时，形成四臂行星轮，四臂行星轮具有比三臂行星轮更强的适应性。所述车轮架1的中心轴和所述车轮2的轮轴上分别安装有小链轮13，小链轮13间通过链条连接。所述车轮架1包括侧板、竖板和竖轴8，所述侧板和竖板通过焊接连接固定，如图7所示，所述车轮架1由五块板焊接制成，一块长方形板和两块梯形板呈工字型焊接，起到支撑作用，如图图6和图7所示，两块小长方形板分别焊在车轮架的顶部和底部，分别起到限制竖轴移动和固定轴承座的作用。所述轮系架顶部具有用于连接竖轴8底部的竖轴轴夹4。当竖轴8转动，驱动欠驱动行星轮系原地换向。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，采用四轮独立驱动，每个驱动电机3驱动一个欠驱动行星轮系，遇到前方障碍物时，欠驱动行星轮系通过翻转实现爬越障碍物的功能，并且仅凭轮体的受力情况即可实现走平地与越障碍的自行转换。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，四个欠驱动行星轮系分别绕各自的竖轴8方位转动，通过调整四轮方位即可实现原地换向(平台主体无须移动)，通过调整四轮转向、转速即可沿任意轨迹运动，如图2到图4所示，能够实现分别沿上下方向运动，沿任意角度运动，沿左右方向运动的仰视图。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，行星轮系内部链传动还能够换为齿轮传动，以保证固定传动比并有效减少空程差。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，用于存在楼梯、等障碍物的复杂路况下的地形侦查、物资运输以及小型机器人的搭载，有效提高工作效率。本技术所述的欠驱动耦合式全方位越障平台，与现有技术相比，价格低廉，动力源数较少，运动稳定性强，路况适应性强，灵活性高，位姿保持力强，控制模式多样，能效比高，与现有轮系/底盘的各项指标具体对比如下表所示：以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种欠驱动耦合式全方位越障平台，其特征在于包括平台主体，所述的平台主体包括前平台和后平台；所述的前平台和后平台通过悬挂轴座和悬挂轴悬挂连接，所述的前平台和后平台之间设置有滚子；所述平台主体的四个角处分别通过竖轴设置有一个欠驱动行星轮系；所述的欠驱动行星轮系包括轮系架、驱动电机、车轮架、车轮、轮轴、链轮和链条；所述的轮系架上部设置有驱动电机，下部通过轮轴座安装有轮轴，所述车轮架和链轮分别通过键固定在轮轴上，每个所述的车轮架上装配有三个或四个车轮；当竖轴转动，驱动欠驱动行星轮系原地换向。

【技术特征摘要】
1.一种欠驱动耦合式全方位越障平台，其特征在于包括平台主体，所述的平台主体包括前平台和后平台；所述的前平台和后平台通过悬挂轴座和悬挂轴悬挂连接，所述的前平台和后平台之间设置有滚子；所述平台主体的四个角处分别通过竖轴设置有一个欠驱动行星轮系；所述的欠驱动行星轮系包括轮系架、驱动电机、车轮架、车轮、轮轴、链轮和链条；所述的轮系架上部设置有驱动电机，下部通过轮轴座安装有轮轴，所述车轮架和链轮分别通过键固定在轮轴上，每个所述的车轮架上装配有三个或四个车轮；当竖轴转动，驱动欠驱动行星轮系原地换向。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆志国，王传赞，林永达，李玮庆，张世丰，欧阳材彦，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21