一种多体协同全向移动智能机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多体协同全向移动智能机器人系统，包含至少三台全向移动智能机器人；全向移动智能机器人包括车体模块等；全向轮组模块安装在车体模块的左右两侧，供车体模块全向移动，能够实现前后方向、横向、斜向、零回转半径转动；抱轮机构模块铰接在车体模块中间，对机轮进行抱紧和起升；能源模块安装在车体模块中部，用于供电；抱轮机构模块采用三点悬挂式起升结构，具有自由度释放，使智能机器人在转运飞机过程中不对舰载机产生较大附加力；车体模块设有液压动力车体门，增加结构强度和刚度。本发明专利技术实现舰载机全向移动，适用于狭窄地方作业，显著提高舰载机的转运效率和贮存密度，填补飞机牵引车领域的多车协同转运空白。

A multi-body cooperative omnidirectional mobile intelligent robot system

【技术实现步骤摘要】
一种多体协同全向移动智能机器人系统
本专利技术涉及一种全向移动智能机器人，特别是涉及一种多体协同全向移动智能机器人系统。
技术介绍
目前，飞机牵引车常采用普通车轮驱动，依靠差速进行转弯，存在无法实现横向运动、转弯半径较大、运动不够灵活、牵引效率较低、在狭窄地方牵引困难等问题。舰载机的转运效率和贮存密度与舰艇的战斗力密切相关，采用现有飞机牵引车牵引舰载机存在转运效率和贮存密度较低的问题。因而急需一种全向移动智能机器人系统，用于全向转运舰载机，以提高舰载机的转运效率和贮存密度。全向转运舰载机需要飞机牵引车夹抱起升承载舰载机后轮，舰载机的大部分重量集中在后轮，因而需要飞机牵引车承载大。现有飞机牵引车承载量一般较小，若承载量变大时，飞机牵引车的尺寸将会变大，现有飞机牵引车不太适用一些要求承载量大尺寸小的场合，因此设计一种承载量大而尺寸较小的飞机牵引车具有重要意义。飞机牵引车含有抱轮机构，用于夹抱固定飞机机轮。现有抱轮机构一般适用于飞机牵引车单车牵引飞机工况，释放机轮自由放较小，不适用于三智能机器人协同转运舰载机工况。若现有抱轮机构用于三飞机牵引车协同转运飞机工况，由于释放机轮自由放较小，容易对飞机产生较大附加力。因此急需设计一种具有较多自由度释放的新型抱轮机构，为三智能机器人协同转运舰载机提供保障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的问题与缺陷，本专利技术公开了一种多体协同全向移动智能机器人系统，该系统由多个全向智能机器人组成，能够协同转运舰载机，实现舰载机全向移动，包括前后直行、左右横行、斜向移动等，且能零半径转向，适用于狭窄地方作业，显著提高舰载机的转运效率和贮存密度，填补飞机牵引车领域的多车协同转运空白。同时，该全向智能机器人也能单车牵引舰载机，一定程度上提高飞机牵引车单车牵引的运动灵活性。本专利技术所采用的技术方案是：一种多体协同全向移动智能机器人系统，包含至少三台全向移动智能机器人，全向移动智能机器人按照设定的队列排列在各自的位置上，夹抱起升机轮，搭载被转运的飞机共同全向移动；全向移动智能机器人包括车体模块、全向轮组模块、抱轮机构模块、能源模块、液压系统和控制系统；全向轮组模块安装在车体模块的左右两侧，供车体模块全向移动，能够实现前后方向、横向、斜向、零回转半径转动；抱轮机构模块铰接在车体模块中间，对机轮进行抱紧和起升；能源模块安装在车体模块中部，用于供电；液压系统、控制系统安装在车体模块内部，控制系统对液压系统、全向轮组模块、抱轮机构模块、能源模块进行控制。车体模块包括车架主体、车体门组件；车架主体包括主支撑梁、侧支撑梁、底部支撑板、侧支撑板；主支撑梁沿底部支撑板纵向，对称安装在底部支撑板两侧，两主支撑梁之间安装两条平行的横梁；若干侧支撑梁分别沿主支撑梁的纵向分布，各侧支撑梁均与主支撑梁垂直；各侧支撑板分别安装在主支撑梁和侧支撑梁构成的车架支撑框的两侧，侧支撑板位于相邻两侧支撑梁之间；主支撑梁、侧支撑梁和两主支撑梁之间的横梁构成U型结构，在U型结构的开口处设置车体门组件。车体门组件包括车体门开关油缸、车体门、车体门上锁钩、车体门上锁钩油缸、车体门轴、车体门下锁钩油缸、车体门下锁钩；车体门一侧的上方设置开门铰块，另一侧边缘设置右上门钩和右下门钩；车体门通过车体门轴铰接在一侧主支撑梁的端部，锁门油缸支架安装在上述主支撑梁上表面；车体门开关油缸一端铰接在锁门油缸支架上，车体门开关油缸另一端铰接在车体门的开门铰块上，车体门开关油缸伸缩实现车体门打开和关闭；另一侧的主支撑梁端部设置有右上铰块和右下铰块，车体门处于关闭状态时，右上门钩勾住右上铰块实现锁定，右下门钩勾住右下铰块实现锁定；车体门上锁钩铰接在右上铰块上，车体门上锁钩油缸一端铰接上锁钩油缸支架上，上锁钩油缸支架安装在另一侧主支撑梁上，车体门上锁钩油缸另一端铰接在车体门上锁钩上，车体门锁钩油缸伸缩实现车体门上锁钩抵住或者松开右上门钩，实现车体门锁紧和松开；车体门下锁钩铰接在右下铰块上，车体门下锁钩油缸一端铰接在车体门下锁钩上，另一端安装在车架主体端面的侧边，车体门下锁钩油缸伸缩实现车体门下锁钩抵住或者松开右下门钩，实现车体门锁紧和松开。全向轮组模块共四组，对称安装在车架主体四角；全向轮组模块包括麦克纳姆轮、支撑轴、传动轴、悬挂减震系统、伺服电机、减速器、联轴器；麦克纳姆轮通过轴承安装在支撑轴上；联轴器和传动轴位于支撑轴内，伺服电机与减速器连接，减速器的输出轴通过联轴器与传动轴连接，传动轴沿麦克纳姆轮的中心轴与麦克纳姆轮的轮毂连接；支撑轴通过悬挂减震系统实现麦克纳姆轮的悬挂减震。悬挂减震系统包括车轮固定板、导轨、滑块、减震支架、弹簧固定座、油气弹簧；车轮固定板安装在车架主体上，导轨对称安装在车轮固定板上，滑块对称安装在减震支架表面的两侧并在导轨上上下滑动；油气弹簧下端与减震支架另一表面的下端铰接，油气弹簧上端与弹簧固定座铰接，弹簧固定座安装在车架主体上；支撑轴穿过车轮固定板和减震支架的中心孔，与车轮固定板连接。抱轮机构模块包括主框架组件、滑梁组件、限位块、门铲组件、压爪组件、前铲组件、三点悬挂式起升结构；主框架组件包括套管、左吊点支座、前铲滑轨、横架、前吊点支座、左限位凸台、右限位凸台、右吊点支座；套管对称设置在横架两侧，两条前铲滑轨分别对称安装在两条套管上，左吊点支座和右吊点支座对称设置在套管侧面，左限位凸台和右限位凸台对称设置在套管侧面，前吊点支座设置在横架侧面；套管是滑梁组件的轨道，使滑梁组件能前后移动；前铲滑轨是前铲组件的轨道，使前铲组件能前后移动；限位块分别对称安装在两条主支撑梁内侧，分别与左限位凸台、右限位凸台配合；滑梁组件包括滑梁推进油缸、滑梁、开门支架、锁门支架；两个滑梁推进油缸一端分别与滑梁铰接，滑梁推进油缸另一端安装在套管内，两个滑梁推进油缸提供驱动力实现滑梁组件在主框架组件内的相对滑动；锁门支架和开门支架分别焊接在两个滑梁上，与滑梁一起前后移动；门铲组件包括门铲、锁钩、锁钩油缸，开关门油缸；门铲一端铰接在开门支架端部；开关门油缸一端铰接在门铲另一端上，另一端铰接在开门支架上；锁钩铰接在锁门支架端部，能够勾住门铲；锁钩油缸一端铰接在锁钩上，另一端铰接在锁门支架上，锁钩油缸伸缩实现锁钩的转动，实现锁钩对门铲的锁紧和松开；前铲组件包括前铲、滚轮、前铲支架和前铲推进油缸；前铲安装在前铲支架前端；滚轮与前铲支架铰接，对称安装在前铲支架两侧，滚轮在前铲滑轨中滚动；前铲推进油缸一端安装在前铲支架上，另一端安装在横架上，通过前铲推进油缸伸缩力，使前铲组件前后移动；前铲和门铲共同夹紧飞机机轮；压爪组件安装在前铲组件上，实现对机轮的压紧和松开；抱轮机构模块采用三点悬挂式起升结构，三点悬挂式起升结构安装在车体模块上，由三个油缸悬挂起升主框架组件。压爪组件包括压爪油缸、压爪支架、压爪；压爪支架顶部与压爪铰接，压爪支架中下部铰接在前铲支架上表面，压爪支架底部与压爪油缸一端铰接；压爪油缸另一端铰接在前铲支架靠近横架的侧边上，压爪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，包含至少三台全向移动智能机器人，全向移动智能机器人按照设定的队列排列在各自的位置上，夹抱起升机轮，搭载被转运的飞机共同全向移动；全向移动智能机器人包括车体模块(1)、全向轮组模块(2)、抱轮机构模块(3)、能源模块(4)、液压系统(5)和控制系统(6)；全向轮组模块(2)安装在车体模块(1)的左右两侧，供车体模块(1)全向移动，能够实现前后方向、横向、斜向、零回转半径转动；抱轮机构模块(3)铰接在车体模块(1)中间，对机轮进行抱紧和起升；能源模块(4)安装在车体模块(1)中部，用于供电；液压系统(5)、控制系统(6)安装在车体模块(1)内部，控制系统(6)对液压系统(5)、全向轮组模块(2)、抱轮机构模块(3)、能源模块(4)进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，包含至少三台全向移动智能机器人，全向移动智能机器人按照设定的队列排列在各自的位置上，夹抱起升机轮，搭载被转运的飞机共同全向移动；全向移动智能机器人包括车体模块(1)、全向轮组模块(2)、抱轮机构模块(3)、能源模块(4)、液压系统(5)和控制系统(6)；全向轮组模块(2)安装在车体模块(1)的左右两侧，供车体模块(1)全向移动，能够实现前后方向、横向、斜向、零回转半径转动；抱轮机构模块(3)铰接在车体模块(1)中间，对机轮进行抱紧和起升；能源模块(4)安装在车体模块(1)中部，用于供电；液压系统(5)、控制系统(6)安装在车体模块(1)内部，控制系统(6)对液压系统(5)、全向轮组模块(2)、抱轮机构模块(3)、能源模块(4)进行控制。


2.根据权利要求1所述的一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，车体模块(1)包括车架主体(101)、车体门组件(102)；车架主体(101)包括主支撑梁(111)、侧支撑梁(112)、底部支撑板(113)、侧支撑板(114)；主支撑梁(111)沿底部支撑板(113)纵向，对称安装在底部支撑板(113)两侧，两主支撑梁(111)之间安装两条平行的横梁；若干侧支撑梁(112)分别沿主支撑梁(111)的纵向分布，各侧支撑梁(112)均与主支撑梁(111)垂直；各侧支撑板(114)分别安装在主支撑梁(111)和侧支撑梁(112)构成的车架支撑框的两侧，侧支撑板(114)位于相邻两侧支撑梁(112)之间；主支撑梁(111)、侧支撑梁(112)和两主支撑梁(111)之间的横梁构成U型结构，在U型结构的开口处设置车体门组件(102)。


3.根据权利要求2所述的一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，车体门组件(102)包括车体门开关油缸(121)、车体门(122)、车体门上锁钩(123)、车体门上锁钩油缸(124)、车体门轴(125)、车体门下锁钩油缸(126)、车体门下锁钩(127)；
车体门(122)一侧的上方设置开门铰块(131)，另一侧边缘设置右上门钩(134)和右下门钩(135)；车体门(122)通过车体门轴(125)铰接在一侧主支撑梁(111)的端部，锁门油缸支架139安装在上述主支撑梁(111)上表面；车体门开关油缸(121)一端铰接在锁门油缸支架139上，车体门开关油缸(121)另一端铰接在车体门(122)的开门铰块(131)上，车体门开关油缸(121)伸缩实现车体门(122)打开和关闭；另一侧的主支撑梁(111)端部设置有右上铰块(140)和右下铰块(141)，车体门(122)处于关闭状态时，右上门钩(134)勾住右上铰块(140)实现锁定，右下门钩(135)勾住右下铰块(141)实现锁定；车体门上锁钩(123)铰接在右上铰块(140)上，车体门上锁钩油缸(124)一端铰接上锁钩油缸支架(142)上，上锁钩油缸支架(142)安装在另一侧主支撑梁(111)上，车体门上锁钩油缸(124)另一端铰接在车体门上锁钩(123)上，车体门锁钩油缸124伸缩实现车体门上锁钩(123)抵住或者松开右上门钩(134)，实现车体门(122)锁紧和松开；车体门下锁钩(127)铰接在右下铰块(141)上，车体门下锁钩油缸(126)一端铰接在车体门下锁钩(127)上，另一端安装在车架主体(101)端面的侧边，车体门下锁钩油缸(126)伸缩实现车体门下锁钩(127)抵住或者松开右下门钩(135)，实现车体门(122)锁紧和松开。


4.根据权利要求3所述的一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，全向轮组模块(2)共四组，对称安装在车架主体(101)四角；全向轮组模块(2)包括麦克纳姆轮(201)、支撑轴(202)、传动轴(203)、悬挂减震系统(204)、伺服电机(205)、减速器(206)、联轴器(207)；
麦克纳姆轮(201)通过轴承安装在支撑轴(202)上；联轴器(207)和传动轴(203)位于支撑轴(202)内，伺服电机(205)与减速器(206)连接，减速器(206)的输出轴通过联轴器(207)与传动轴(203)连接，传动轴(203)沿麦克纳姆轮(201)的中心轴与麦克纳姆轮(201)的轮毂(221)连接；支撑轴(202)通过悬挂减震系统(204)实现麦克纳姆轮(201)的悬挂减震。


5.根据权利要求4所述的一种多体协同全向移动智能机器人系统，其特征在于，悬挂减震系统(204)包括车轮固定板(231)、导轨(232)、滑块(233)、减震支架(234)、弹簧固定座(235)、油气弹簧(236)；
车轮固定板(231)安装在车架主体(101)上，导轨(232)对称安装在车轮固定板(231)上，滑块(233)对称安装在减震支架(234)表面的两侧并在导轨(232)上上下滑动；油气弹簧(236)下端与减震支架(234)另一表面的下端铰接，油气弹簧(236)上端与弹簧固定座(235)铰接，弹簧固定座(235)安装在车架主体(101)上；支撑轴(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，董礼港，张俊辉，漆嘉林，李永亮，张加波，张仰成，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11