具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台制造技术

具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，包括机架、两组主动模块、两组从动模块及两条同步带；所述机架下表面四角处通过螺栓分别与两个主动模块和两个从动模块连接，主动模块与从动模块通过同步带连接，两条同步带交叉且一上一下设置，其中一个主动模块与一个从动模块位于机架的一条对角线上，另一个主动模块和另一个从动模块位于机架的另一条对角线上。模块化及联动式设计，安装方便可靠性高。主动模块中的主动重载车轮采用双电机耦合驱动的方法，转动力矩大，精度高。采用锥齿轮差动轮系，校准传动误差。满足全方位轮的结构和运动特点，并且具有较强的越障能力，机动力较强，结构简单，运动精度，灵活度以及传动效率高，易于控制。

【技术实现步骤摘要】
具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台
本专利技术属于重载车辆用全方位轮
，具体涉及具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，可以实现重载轮式车辆在不同复杂工况下的全方位高精度移动的需求。主要用于军事、救援、防爆、物流、工业生产等领域。
技术介绍
近年来我国各个领域重载车辆的需求不断提高，对其安全性、操纵性、经济型、自适应性、以及控制精度等方面也逐渐严苛。由于传统的重载车辆多为传统轮及履带轮运输，承力性强，抓地力大，但车轴数量一般大于三轴，大轴距，在小场景下调姿十分不便，并在转弯时，质心高，惯性矩大，转弯半径大，前轮转向时与后轮的运动特性不协调，稳定性，灵活性差，加速后轮的磨损；传统的全方位轮如麦克纳姆轮、正交轮、全向轮等具有更好的灵活性和操纵性，但其机构复杂导致磨损严重，需经常更换十分不便；不同的复杂工况下现有的重载车辆及全方位轮不能很好的满足实际的工程需要，趋于一种基于传统轮的重载全方位移动机构的需求逐渐出现。
技术实现思路
为了解决目前重载轮式车辆普遍存在的运动精度低，灵活度低，越障能力差的问题，设计了具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，可以实现在不同复杂工况下的全方位高精度移动的需求。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，包括机架、两组主动模块、两组从动模块及两条同步带；所述机架下表面四角处通过螺栓分别与两个主动模块和两个从动模块连接，主动模块与从动模块通过同步带连接，两条同步带交叉且一上一下设置，其中一个主动模块与一个从动模块位于机架的一条对角线上，另一个主动模块和另一个从动模块位于机架的另一条对角线上。所述主动模块包括带有阶梯轴的连接法兰、上支架及主动重载车轮；所述主动模块通过其顶部带有阶梯轴的连接法兰与机架通过螺栓连接，所述带有阶梯轴的连接法兰的阶梯轴外圆从上至下依次套装有两个主动同步带轮和上支架，两个主动同步带轮和上支架的法兰通过螺栓连接固定，位于上侧的主动同步带轮套装在阶梯轴的大直径部分，且位于上侧的主动同步带轮上表面与带有阶梯轴的连接法兰的连接法兰下端面之间留有间隙，位于下侧的主动同步带轮和上支架的法兰通过轴承与带有阶梯轴的连接法兰的小直径部分转动安装，轴承顶部通过大直径的轴肩定位，底部通过螺接在小直径部分上的定位螺母定位，上支架下端的两个H形水平杆两端分别通过销轴与减震器一端连接，减震器另一端与连接梁的端部通过销轴连接，连接梁的中部耳板通过螺栓与传动箱顶部的耳座固连，两个主动重载车轮之间通过传动箱连接，带有阶梯轴的连接法兰的小直径部分端面与上万向节一端连接，上万向节另一端与花键轴一端连接，花键轴另一端与下万向节一端连接，上万向节、花键轴及下万向节一起组成滑动副，以适应上万向节和下万向节相对位移，下万向节另一端与传动箱的校准轴连接。所述传动箱包括校准轴、箱体、电机Ⅰ、电机Ⅱ、锥齿轮组Ⅰ、锥齿轮组Ⅱ、锥齿轮组Ⅲ、锥齿轮组Ⅳ、主动轮、从动轮；所述校准轴一端与下万向节连接，另一端与箱体底板处的盲孔通过轴承连接，且校准轴底端螺接有定位螺母，校准轴与箱体顶板之间通过轴承连接，校准轴底部外圆通过轴承由下至上依次连接锥齿轮组Ⅲ的从动锥齿轮和锥齿轮组Ⅳ上位于下方的水平锥轮，校准轴外圆套装有支撑轴，且支撑轴位于锥齿轮组Ⅳ上位于下方的水平锥轮的上方，支撑轴外圆通过轴承与锥齿轮组Ⅳ的竖向锥轮连接，支撑轴上方的校准轴外圆通过轴承与锥齿轮组Ⅳ的位于上方的水平锥轮连接，锥齿轮组Ⅳ中位于上方的水平锥轮和位于下方的水平锥轮均与竖向锥轮啮合设置，锥齿轮组Ⅳ的位于上方的水平锥轮上方设置有套装于校准轴外圆的支撑架，支撑架底端与锥齿轮组Ⅳ的位于上方的水平锥轮螺钉连接，支撑架顶部校准轴外圆通过轴承与从动轮连接，且从动轮与支撑架顶端通过螺钉连接，箱体相互平行的两个侧壁通过轴承分别与车轮轴Ⅰ和车轮轴Ⅱ连接，车轮轴Ⅰ一端伸入箱体内侧通过键与锥齿轮组Ⅰ的从动锥齿轮连接，另一端通过轴承与主动重载车轮连接，车轮轴Ⅱ一端伸入箱体内侧通过键依次与锥齿轮组Ⅲ的主动锥齿轮和锥齿轮组Ⅱ的从动锥齿轮连接，另一端通过轴承与主动重载车轮连接，所述箱体顶部通过电机盖固定安装有电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ输出轴与带轴联轴器Ⅰ一端连接，带轴联轴器Ⅰ顶部与箱体顶板之间通过轴承连接，带轴联轴器Ⅰ底部伸入箱体内侧部分末端通过键连接有锥齿轮组Ⅰ的主动锥齿轮，锥齿轮组Ⅰ的主动锥齿轮与箱体顶板之间通过键连接有与从动轮啮合的主动轮，电机Ⅱ输出轴通过带轴联轴器Ⅱ一端连接，带轴联轴器Ⅱ顶部与箱体顶板之间通过轴承连接，带轴联轴器Ⅱ底部伸入箱体内侧部分末端通过键连接有锥齿轮组Ⅱ的主动锥齿轮。所述上支架由环形法兰、Z形竖臂、H形水平杆组成，环形法兰外圆与Z形竖臂一端一体成型，且两个Z形竖臂对称设置，Z形竖臂另一端通过螺栓与H形水平杆连接。所述从动模块包括由从动同步带轮、上支架、减震器及从动重载车轮；所述从动模块通过其顶部带有阶梯轴的连接法兰与机架通过螺栓连接，所述带有阶梯轴的连接法兰的阶梯轴外圆从上至下依次套装有两个从动同步带轮和上支架，两个从动同步带轮和上支架的法兰通过螺栓连接固定，位于上侧的从动同步带轮套装在阶梯轴的大直径部分，且位于下侧从动同步带轮和上支架的法兰通过轴承与带有阶梯轴的连接法兰的小直径部分转动安装，轴承顶部通过大直径的轴肩定位，底部通过螺接在小直径部分上的螺母定位，上支架下端的两个H形水平杆两端分别通过销轴与减震器一端连接，减震器另一端下支架连接，下支架底部的两个车轮轴分别通过轴承与两个从动重载车轮连接。所述下支架包括由四个杆件围成的框体、车轮轴连接件，所述框体与从动重载车轮平行设置的杆件上均连接有两个减震器，两个减震器之间的杆件下部一体成型有车轮轴连接件，车轮轴连接件通过轴承与车轮轴一端连接，车轮轴另一端通过轴承与从动重载车轮连接。本专利技术的有益效果：本专利技术一种具有环境适应性的模块化移动机构；模块化及联动式设计，安装方便可靠性高。主动重载车轮采用双电机耦合驱动的方法，转动力矩大，精度高。采用锥齿轮差动轮系，校准传动误差。满足全方位轮的结构和运动特点，并且具有较强的越障能力，机动力较强，结构简单，运动精度，灵活度以及传动效率高，易于控制。附图说明图1本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台结构示意图；图2本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的主动模块、从动模块和两条同步带配合关系示意图；图3本专利技术双轮转向与驱动耦合的全方位平台自转运动示意图；图4本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的主动模块示意图；图5本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的主动模块剖视图；图6本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的主动模块结构简图；图7本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的从动模块示意图；图8本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台的电机盖结构示意图；图9本专利技术具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，其特征在于，包括机架、两组主动模块、两组从动模块及两条同步带；所述机架下表面四角处通过螺栓分别与两个主动模块和两个从动模块连接，主动模块与从动模块通过同步带连接，两条同步带交叉且一上一下设置，其中一个主动模块与一个从动模块位于机架的一条对角线上，另一个主动模块和另一个从动模块位于机架的另一条对角线上。/n

【技术特征摘要】
1.具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，其特征在于，包括机架、两组主动模块、两组从动模块及两条同步带；所述机架下表面四角处通过螺栓分别与两个主动模块和两个从动模块连接，主动模块与从动模块通过同步带连接，两条同步带交叉且一上一下设置，其中一个主动模块与一个从动模块位于机架的一条对角线上，另一个主动模块和另一个从动模块位于机架的另一条对角线上。


2.根据权利要求1所述的具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，其特征在于：所述主动模块包括带有阶梯轴的连接法兰、上支架及主动重载车轮；所述主动模块通过其顶部带有阶梯轴的连接法兰与机架通过螺栓连接，所述带有阶梯轴的连接法兰的阶梯轴外圆从上至下依次套装有两个主动同步带轮和上支架，两个主动同步带轮和上支架的法兰通过螺栓连接固定，位于上侧的主动同步带轮套装在阶梯轴的大直径部分，且位于上侧的主动同步带轮上表面与带有阶梯轴的连接法兰的连接法兰下端面之间留有间隙，位于下侧的主动同步带轮和上支架的法兰通过轴承与带有阶梯轴的连接法兰的小直径部分转动安装，轴承顶部通过大直径的轴肩定位，底部通过螺接在小直径部分上的定位螺母定位，上支架下端的两个H形水平杆两端分别通过销轴与减震器一端连接，减震器另一端与连接梁的端部通过销轴连接，连接梁的中部耳板通过螺栓与传动箱顶部的耳座固连，两个主动重载车轮之间通过传动箱连接，带有阶梯轴的连接法兰的小直径部分端面与上万向节一端连接，上万向节另一端与花键轴一端连接，花键轴另一端与下万向节一端连接，上万向节、花键轴及下万向节一起组成滑动副，以适应上万向节和下万向节相对位移，下万向节另一端与传动箱的校准轴连接。


3.根据权利要求2所述的具有双轮转向与驱动耦合轮结构的全方位运动平台，其特征在于：所述传动箱包括校准轴、箱体、电机Ⅰ、电机Ⅱ、锥齿轮组Ⅰ、锥齿轮组Ⅱ、锥齿轮组Ⅲ、锥齿轮组Ⅳ、主动轮、从动轮；所述校准轴一端与下万向节连接，另一端与箱体底板处的盲孔通过轴承连接，且校准轴底端螺接有定位螺母，校准轴与箱体顶板之间通过轴承连接，校准轴底部外圆通过轴承由下至上依次连接锥齿轮组Ⅲ的从动锥齿轮和锥齿轮组Ⅳ上位于下方的水平锥轮，校准轴外圆套装有支撑轴，且支撑轴位于锥齿轮组Ⅳ上位于下方的水平锥轮的上方，支撑轴外圆通过轴承与锥齿轮组Ⅳ的竖向锥轮连接，支撑轴上方的校准轴外圆通过轴承与锥齿轮组Ⅳ的位于上方的水平锥轮连接，锥齿轮组Ⅳ中位于上方的水平锥轮和位于下方的水平锥轮均与竖向锥轮啮合设置，锥齿轮组Ⅳ的位于上方的水平锥轮上方设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶长龙，杜云飞，于苏洋，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21