一种四轮全向机器人移动平台制造技术

一种四轮全向机器人移动平台，属于机器人领域，包括全向移动底盘、电器模块等。其轮式底盘包括四个麦克纳姆轮，对称分布在底盘周围，具有三个自由度，可做前后直线运动、横向侧移运动、斜45°直线运动、原地回转运动及任意组合运动。Mecanum轮全向移动机构具有传统移动机构无法相比的优点，工作空间小、效率高，已在机器人移动等领域得到了应用。此设计结构紧凑，加工和装配简洁，极大的拓展了机器人的工作范围，增加了其移动性稳定性。

A mobile platform of four-wheel omnidirectional robot

【技术实现步骤摘要】
一种四轮全向机器人移动平台
本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种四轮全向机器人移动平台。
技术介绍
随着现代生产和生活对机器人的日益依赖，人们对机器人的要求也越来越高，需要机器人能在更复杂，更严苛的环境下工作。这就不可避免地要提高机器人适应性和移动性，使得机器人可以像人一样，能在狭小的空间下灵活移动，以及到达更复杂的工作区域进行作业，这样的机器人才能满足人类需求，才能更好的完成指定的任务，同时工作效率也会相应提升。因此除了要改善机器人的执行部件外，其移动平台的设计与制造也尤为重要。轮式全向移动机构在平面内具有3个自由度，可做前后直线运动、横向侧移运动、斜45°直线运动、原地回转运动及任意组合运动。全向移动主要依靠Mecanum轮来实现，Mecanum轮因其运动稳定可靠、结构简单紧凑等特点，已经成为各大研究机构关注的主要热点。Mecanum轮全向移动机构具有传统移动机构无法相比的优势，工作效率高，适合复杂工作环境，已在机器人移动等领域得到了广泛应用。
技术实现思路
考虑到这种技术背景，本专利技术的目的是提供一种四轮全向机器人移动平台装置的设计方法，以解决现有机器人不适合在狭小空间工作，移动不灵活以及效率低下的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种四轮全向机器人移动平台，包括全向移动底盘1、电气模块等，电气模块安装在全向移动底盘的中层支撑板104上，全向移动底盘1前方装有激光雷达，底盘中间位置装有IMU，其结构紧凑简洁，重心布置合理，运动平稳可靠，集成大量传感器，可作为单独模块运行。所述的全向移动底盘1包括上、中、下三层安装板及尾部支撑板，上、下支撑型材，激光雷达、惯性测量单元、48V电池、24V电池、驱动器、控制器、24V电池安装板、电机模组、编码器、直流伺服电机、电机座、联轴器、全向轮、连接轴、一体化轴承座，所述电机模组通过电机座固定在底盘中，并前后对称分布在底盘四周，通过运动学控制实现全向移动，编码器安装于直流伺服电机上，直流伺服电机固定在电机座上，并通过联轴器将力传动给连接轴，连接轴一端通过一体化轴承座固定，另一端安装于全向轮上，从而实现直流伺服电机对全向轮的控制。全向移动底盘轮式底盘包括四个45°的麦克纳姆轮，对称分布在底盘周围，具有三个自由度。所述电气模块还包括电气盒，电气盒包括：稳压器、空气开关、继电器、电气盒以及接线端子。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在全向移动底盘的设计过程中，将四个45°的全向轮均匀对称分布在四周，通过运动控制算法实现全向移动，相比于差速移动底盘转弯半径小、自由度多运动灵活，相比于三轮全向移动底盘，负载大，底盘空间利用率高。附图说明图1是本专利技术实例中四轮全向移动机器人平台的整体结构图。图2是本专利技术实例中四轮全向移动底盘下层支撑板布置形式结构图。图中，101上层安装板、102上支撑型材、103电源管理系统、104中层安装板、10548V电池夹紧装置、10648V电池、107尾部支撑型材、108尾部支撑板、109开关盒、110工控机、111工控机夹紧、112工控机支撑板、113下支撑型材、114激光雷达支撑、115激光雷达、116电机驱动盒、117驱动电机、118带座轴承、119电机连接轴、120联轴器、121电机支撑座、12245度麦克纳姆轮、123惯性测量单元支撑、124惯性测量单元、12524V电池、126下层安装板、12724V电池夹紧装置、128电机驱动支撑板、129电机驱动。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2所示，一种四轮全向移动机器人平台，其全向移动底盘1还包括下、中、上三层安装板(分别对应126、104、101)、上支撑型材102、下支撑型材113、电源管理系统103、48V电池夹紧105、48V电池106、尾部支撑型材107、尾部支撑板108、开关盒109、工控机110、工控机夹紧111、工控机支撑板112、激光雷达支撑114、激光雷达115、电机驱动盒116、驱动电机117、联轴器120、带座轴承118、电机连接轴119、电机支撑座121、45度麦克纳姆轮122、惯性测量单元支撑123、惯性测量单元124、24V电池125、24V电池夹紧127、电机驱动支撑板128、电机驱动129，驱动电机117通过联轴器120与电机连接轴119固连，电机连接轴119的另一侧连接到45度麦克纳姆轮122，驱动电机120与电机连接轴分别通过电机支撑座121与带座轴承118安装在下层安装板126的四周，通过运动学控制实现全向移动底盘1的全方位移动，激光雷达115通过激光雷达支撑114安装在下层安装板126前部中央，惯性测量单元124通过惯性测量单元支撑123安装在中层支撑板104的下部中央位置，四个电机驱动129分成两组安装在电机驱动支撑板128上，并连接到中层支撑板104的下部的前后位置，24V电池125与48V电池106分别通过电池夹紧(127,105)安装在下层安装板126与中层支撑板104，下、中、上三层安装板(分别对应126、104、101)之间通过上支撑型材102与下支撑型材113连接，工控机110、工控机夹紧111与工控机支撑板112组成的控制系统安装在全向移动底盘的1的上侧空间。电源管理系统103底部固定在中层安装板104上，侧面连接在上支撑型材102，尾部支撑型材107底部连接在中层安装板104上，尾部支撑板108的一端与尾部支撑型材107相连，另一端连接在上支撑型材102上、开关盒109底部固定在尾部支撑板108中央位置、电机驱动盒116固定在下层安装板126上。以上所述实施例仅表达本专利技术的实施方式，但并不能因此而理解为对本专利技术专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮全向机器人移动平台，其特征在于，所述的四轮全向机器人移动平台包括全向移动底盘(1)、电气模块，电气模块安装在全向移动底盘的中层支撑板(104)上，全向移动底盘(1)前方装有激光雷达，底盘中间位置装有IMU；/n所述的全向移动底盘(1)包括下、中、上三层安装板(126、104、101)、上支撑型材(102)、下支撑型材(113)、电源管理系统(103)、48V电池夹紧(105)、48V电池(106)、尾部支撑型材(107)、尾部支撑板(108)、开关盒(109)、工控机(110)、工控机夹紧装置(111)、工控机支撑板(112)、激光雷达支撑(114)、激光雷达(115)、电机驱动盒(116)、驱动电机(117)、联轴器(120)、带座轴承(118)、电机连接轴(119)、电机支撑座(121)、45度麦克纳姆轮(122)、惯性测量单元支撑(123)、惯性测量单元(124)、24V电池(125)、24V电池夹紧(127)、电机驱动支撑板(128)、电机驱动(129)；所述的驱动电机(117)通过联轴器(120)与电机连接轴(119)固连，电机连接轴(119)的另一侧连接到45度麦克纳姆轮(122)，驱动电机(120)与电机连接轴分别通过电机支撑座(121)与带座轴承(118)安装在下层安装板(126)的四周，通过运动学控制实现全向移动底盘(1)的全方位移动，激光雷达(115)通过激光雷达支撑(114)安装在下层安装板(126)前部中央，惯性测量单元(124)通过惯性测量单元支撑(123)安装在中层支撑板(104)的下部中央位置；电机驱动(129)置于电机驱动盒内，四个电机驱动(129)分成两组安装在电机驱动支撑板(128)上，并连接到中层支撑板(104)的下部的前后位置，24V电池(125)与48V电池(106)分别通过电池夹紧装置(127)、105)安装在下层安装板(126)与中层支撑板(104)，下、中、上三层安装板(分别对应126、104、101)之间通过上支撑型材(102)与下支撑型材(113)连接，工控机(110)、工控机夹紧装置(111)与工控机支撑板(112)组成的控制系统安装在全向移动底盘的(1)的上侧空间；电源管理系统(103)为各系统供电；电源管理系统(103)底部固定在中层安装板(104)上，侧面连接在上支撑型材(102)，尾部支撑型材(107)底部连接在中层安装板(104)上，尾部支撑板(108)的一端与尾部支撑型材(107)相连，另一端连接在上支撑型材(102)上、开关盒(109)底部固定在尾部支撑板(108)中央位置、电机驱动盒(116)固定在下层安装板(126)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种四轮全向机器人移动平台，其特征在于，所述的四轮全向机器人移动平台包括全向移动底盘(1)、电气模块，电气模块安装在全向移动底盘的中层支撑板(104)上，全向移动底盘(1)前方装有激光雷达，底盘中间位置装有IMU；
所述的全向移动底盘(1)包括下、中、上三层安装板(126、104、101)、上支撑型材(102)、下支撑型材(113)、电源管理系统(103)、48V电池夹紧(105)、48V电池(106)、尾部支撑型材(107)、尾部支撑板(108)、开关盒(109)、工控机(110)、工控机夹紧装置(111)、工控机支撑板(112)、激光雷达支撑(114)、激光雷达(115)、电机驱动盒(116)、驱动电机(117)、联轴器(120)、带座轴承(118)、电机连接轴(119)、电机支撑座(121)、45度麦克纳姆轮(122)、惯性测量单元支撑(123)、惯性测量单元(124)、24V电池(125)、24V电池夹紧(127)、电机驱动支撑板(128)、电机驱动(129)；所述的驱动电机(117)通过联轴器(120)与电机连接轴(119)固连，电机连接轴(119)的另一侧连接到45度麦克纳姆轮(122)，驱动电机(120)与电机连接轴分别通过电机支撑座(121)与带座轴承(118)安装在下层安装板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬，丛明，邹强，赵申申，
申请(专利权)人：大连理工江苏研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32