一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台制造技术

本专利公开了一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，包括：车架、行走系统、电池、设备安装板、物料箱、运动控制器、传感器和机械臂；行走系统包括：驱动系统、转向系统和悬挂系统；转向系统包括电机和行星机构，能够保持小体积的同时满足转向扭矩需求，从而实现对每个车轮的独立转向控制；悬挂系统为改进的上置式双横臂式悬挂，能够在左右轮独立减震的同时保证稳定性。本专利能够适应狭小环境作业需求，同时可以通过搭载不同的末端执行器实现多功能。本专利具有高转向精度和小转向半径，具有较高的运动稳定性和平稳性同时具有较高的承载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台
本专利涉及设施农业机械领域，尤其涉及一种用于狭小空间、铺设地面环境下的移动平台。
技术介绍
目前移动平台在工业领域应用广泛，能够显著提升工作和管理效率，但是在农业中应用受到工作环境的限制，使用较少。同时，现有的部分移动平台的行走系统较为简陋，往往缺少悬挂系统提高移动平台的运动稳定性；或缺少转向系统，利用差速转向，转向半径大，转向精度低；或负载能力较弱，无法实现农业生产中需要负载的需求。
技术实现思路
本专利的目的在于提供了一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，能够实现在狭小空间、铺设地面环境下，在搭载一定负载的情况下，移动平台的平稳、准确运动。为实现上述目的，本专利采用以下技术方案。一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，其特征是由：包括承载系统、执行系统、行走系统和能源与控制系统；所述承载系统包括设备安装板和车架；所述执行系统包括物料箱和机械臂；所述能源与控制系统包括电池、机械臂控制器和运动控制器；所述行走系统包括减震系统、转向系统和驱动系统；所述减震系统包括H型支架、U型支架、减震器和T型架；所述转向系统包括转向执行器与U型支架；所述驱动系统包括轮毂电机和车轮支架；所述转向执行器包括电机支架、电机、行星机构、输出轴和转向连接盘；所述行星机构包括中心轮、行星轮、内齿轮、行星轴、行星架、执行器机架、轴承和轴承套。所述转向执行器是由电机经过中心轮、行星轮和内齿轮的减速，通过行星架将扭矩传递到输出轴上，输出轴通过转向连接盘带动车轮支架实现转动；所述输出轴受轴向力，通过轴承与轴承套将力传递到减速器机架上；所述中心轮采用悬臂结构，直接连接在电机上。所述悬挂系统通过H型支架、U型支架和T型架组成平行四边形机构，减震器一端与H型支架转动连接，另一端与T型架转动连接，限制平行四边形机构的跳动幅度，实现减震功能。本专利基于行星机构的四轮独立转向移动平台与现有移动平台相比，有益效果如下。1、该移动平台利用行星机构实现四轮独立转向方式，转向半径小，运动精度高。2、该移动平台采用双横臂式悬挂，能够在左右轮独立减震的同时保证稳定性。附图说明图1是本专利的整体轴测图。图2是行走系统的轴测图。图3是转向系统与驱动系统的轴测图。图4是转向电机总成的轴测图。图中所示：1为物料箱，2为设备安装板，3为车架，4为机械臂控制器，5为运动控制器，6为电池，7为轮毂电机，8为车轮支架，9为H型支架，10为U型支架，11为转向执行器，12为减震器，13为T型架，14为机械臂，15为电机支架，16为直流无刷电机，17为行星机构，18为轴承套，19为输出轴，20为转向连接盘，21为轴承，22为执行器机架，23为行星架，24为行星轴，25为内齿轮，26为行星轮，27为中心轮。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利做进一步说明，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解时本专利，而不能理解为对本专利的限制。本专利为一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，可用于作物管理，但不限于此，如可应用于采摘、搬运等。本专利解决其技术问题所采用的技术方案如下。图1为根据本专利实施例的一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，其特征是由：包括承载系统、执行系统、行走系统和能源与控制系统；所述承载系统包括设备安装板2和车架3；所述执行系统包括物料箱1和机械臂14；所述能源与控制系统包括电池6、机械臂控制器4和运动控制器5；所述行走系统包括减震系统、转向系统和驱动系统；所述减震系统包括H型支架9、U型支架10、减震器12和T型架13；所述转向系统包括转向执行器11与U型支架10；所述驱动系统包括轮毂电机7和车轮支架8；所述转向执行器11包括电机支架15、电机16、行星机构17、输出轴19和转向连接盘20；所述行星机构17包括中心轮27、行星轮26、内齿轮25、行星轴24、行星架23、执行器机架22、轴承21和轴承套18。根据图2，减震系统通过H型支架9、U型支架10和T型架13组成平行四边形机构，保证装于U型支架10上的转向系统始终垂直于地面，当移动平台受到颠簸时，轮毂电机7会产生向上的径向跳动，通过减震器12减缓车轮跳动，通过平行四边形机构保证驱动系统垂直于地面，从而保证移动平台的稳定性。根据图3，转向系统和驱动系统通过转向连接盘20连接。根据图4，转向执行器11是由直流无刷电机16经过中心轮27、行星轮26和内齿轮25的减速，通过行星架23将扭矩传递到输出轴19上，输出轴19通过转向连接盘20带动车轮支架8实现转动；中心轮27直接安装于直流无刷电机16的输出端面上，当直流无刷电机16转动时，中心轮27随直流无刷电机16同步转动，通过中心轮27与三个行星轮26的啮合和三个行星轮26与内齿轮25的啮合，降低转速，提高扭矩，行星架26通过键连接将扭矩传递给输出轴19，再由输出轴19通过键连接将扭矩传递给转向连接盘20，转向连接盘20通过平面副连接车轮支架8，带动车轮支架8转动，实现转向功能。转向执行器11的输出轴19受轴向力，通过轴承21与轴承套18将力传递到减速器机架22上，避免对行星机构产生影响；轴承21可以但不限于采用一组角接触球轴承。根据图4，行星机构的中心轮27采用空心悬臂结构，通过螺栓连接在直流无刷电机16上，中心轮27通过微变形实现均载功能，当三个行星轮26上的载荷分布不均时，中心轮27将向承载较小的行星轮方向产生变形，而该变形量在弹性变形范围内，不会造成零件损坏，从而实现行星轮系所需要的均载功能，同时避免安装用以均载的齿轮联轴器而造成轴向尺寸增大。本专利并不局限于以上实施例，根据上述的说明内容，凡在本专利的原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本专利的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，其特征是由：包括承载系统、执行系统、行走系统和能源与控制系统；所述承载系统包括设备安装板(2)和车架(3)；所述执行系统包括物料箱(1)和机械臂(14)；所述能源与控制系统包括电池(6)、机械臂控制器(4)和运动控制器(5)；所述行走系统包括减震系统、转向系统和驱动系统；所述减震系统包括H型支架(9)、U型支架(10)、减震器(12)和T型架(13)；所述转向系统包括转向执行器(11)与U型支架(10)；所述驱动系统包括轮毂电机(7)和车轮支架(8)；所述转向执行器(11)包括电机支架(15)、电机(16)、行星机构(17)、输出轴(19)和转向连接盘(20)；所述行星机构(17)包括中心轮(27)、行星轮(26)、内齿轮(25)、行星轴(24)、行星架(23)、执行器机架(22)、轴承(21)和轴承套(18)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于行星机构的四轮独立转向移动平台，其特征是由：包括承载系统、执行系统、行走系统和能源与控制系统；所述承载系统包括设备安装板(2)和车架(3)；所述执行系统包括物料箱(1)和机械臂(14)；所述能源与控制系统包括电池(6)、机械臂控制器(4)和运动控制器(5)；所述行走系统包括减震系统、转向系统和驱动系统；所述减震系统包括H型支架(9)、U型支架(10)、减震器(12)和T型架(13)；所述转向系统包括转向执行器(11)与U型支架(10)；所述驱动系统包括轮毂电机(7)和车轮支架(8)；所述转向执行器(11)包括电机支架(15)、电机(16)、行星机构(17)、输出轴(19)和转向连接盘(20)；所述行星机构(17)包括中心轮(27)、行星轮(26)、内齿轮(25)、行星轴(24)、行星架(23)、执行器机架(22)、轴承(21)和轴承套(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀华，屈章浩，谯懿宸，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61