一种四驱四转的机器人轮系结构制造技术

一种四驱四转的机器人轮系结构，当底盘需要转向时，转向舵机的转轴转动一定角度，其通过传动机构驱动转轴转动，转动通过连接件驱动两个液压阻尼弹簧减震器带动轮毂法兰转动，实现驱动车轮转动，两个液压阻尼弹簧减震器起到行走时减震作用，提高了底盘运行时的平稳度，通过四个轮毂电机驱动运动，四个转向舵机转向控制，转向和驱动灵活，控制技术比较简单，驱动和转向动力强劲，拓展了复杂路况下机器人的适用场景，从而适应不同的任务需求。从而适应不同的任务需求。从而适应不同的任务需求。

【技术实现步骤摘要】
一种四驱四转的机器人轮系结构


[0001]本技术涉及移动机器人领域，具体涉及一种四驱四转的机器人轮系结构。

技术介绍

[0002]随着智能化、无人化的技术发展，越来越多的环境任务都由无人智能机器人来实施。机器人从单一的车间环境工作逐渐扩展到复杂的野外环境，轮式移动机器人以移动方便、定位准确、控制方便等优点，使得移动式机器人得到了广泛的应用。
[0003]目前国内使用最为频繁的四轮式机器人为双驱动电机驱动型、四电机麦克纳姆轮型、阿克曼前转后驱型以及四驱四转型，前两者都会出现转向里程偏差问题，阿克曼前转后驱型则是在转向时需要的转向半径较大，难以在小空间环境下使用，而四转四驱型相比于上述三种结构，具有高效的传动能力以及全向全运动学状态，且不会出现里程偏差。
[0004]但目前的四驱移动底盘还存在以下的不足：四驱移动底盘的整体结构复杂，可靠性差，一方面不方便进行组装，造成四驱移动底盘的成本高，一方面复杂的结构造成驱移动底盘的体积大，从而造成机器人整体显得笨重，造成机器人工作范围受限。而且对于野外的复杂环境适应性较差，尤其是无悬挂无独立转向的机器人，在原地转时的差速运动会严重磨损车轮，甚至出现转向动力不足。当路面凹凸不平时，机器人的四个轮子无法全部接触地面，这导致机器人的控制出现困难。

技术实现思路

[0005]本技术为了克服以上技术的不足，提供了一种对室外复杂环境适应性高、可靠性及稳定性均得以提高的四驱四转的机器人轮系结构。
[0006]本技术克服其技术问题所采用的技术方案是：
>[0007]一种四驱四转的机器人轮系结构，包括底盘，其下端四个边角处分别设置有轮系，所述轮系包括：
[0008]支架，其安装于定轴上，转向舵机安装于支架上；
[0009]定轴，安装于底盘的下端，定轴内沿竖直方向设置有通孔，所述通孔内通过轴承Ⅱ转动安装有转轴，转向舵机通过传动机构驱动转轴转动；
[0010]连接架，安装于转轴的下端；
[0011]轮毂法兰，位于连接架的下端，轮毂电机的转轴安装于轮毂法兰上，轮毂电机的外圈安装有车轮；以及
[0012]两个液压阻尼弹簧减震器，分别沿竖直方向设置，两个液压阻尼弹簧减震器沿前后方向排布，液压阻尼弹簧减震器的上端固定于连接架上，其下端安装于轮毂法兰上。
[0013]进一步的，上述传动机构包括通过轴承Ⅰ转动安装于底盘上的同步带轮Ⅰ以及同轴安装于转轴上的同步带轮Ⅱ，所述同步带轮Ⅰ与同步带轮Ⅱ之间通过同步带传动连接，所述同步带轮Ⅰ的直径小于同步带轮Ⅱ的直径。
[0014]为了提高纵向稳定性，还包括稳定杆，其呈U字形结构，两个液压阻尼弹簧减震器
与稳定杆相固定，稳定杆的两端分别与同侧的液压阻尼弹簧减震器通过螺纹连接固定。
[0015]本技术的有益效果是：当底盘需要转向时，转向舵机的转轴转动一定角度，其通过传动机构驱动转轴转动，转轴通过连接件驱动两个液压阻尼弹簧减震器带动轮毂法兰转动，实现驱动车轮转动，通过液压阻尼弹簧减震器支撑车身重量，并吸收路面颠簸产生的振动，保持机器人的平稳运行，悬架系统与通过底盘连接，承载底盘负载及外部负载，液压阻尼弹簧减震器使车轮通过凹凸路面时能够均匀着地，保持轮胎与地面的附着力，通过四个轮毂电机驱动运动，四个转向舵机转向控制，转向和驱动灵活，控制技术比较简单，驱动和转向动力强劲，拓展了复杂路况下机器人的适用场景，从而适应不同的任务需求。
附图说明
[0016]图1为本技术四驱四转的机器人的底盘部位的立体结构示意图；
[0017]图2为本技术的转向舵机部位的立体结构示意图；
[0018]图3为本技术的转向舵机部位的主视剖面结构示意图；
[0019]图4为本技术的立体结构示意图；
[0020]图中，1.底盘 2.转向舵机 3.轮毂电机 4.车轮 5.液压阻尼弹簧减震器 6.支架 7.同步带轮
Ⅰꢀ
8.同步带轮
Ⅱꢀ
9.同步带 10.定轴 11.连接架 12.轴承
Ⅰꢀ
13.转轴 14.轴承
Ⅱꢀ
15.轮毂法兰 16.稳定杆。
具体实施方式
[0021]下面结合附图1至附图4对本技术做进一步说明。
[0022]一种四驱四转的机器人轮系结构，包括底盘1，其下端四个边角处分别设置有轮系，轮系包括：支架6，其安装于定轴10上，转向舵机2安装于支架6上；定轴10，安装于底盘1的下端，定轴10内沿竖直方向设置有通孔，通孔内通过轴承
Ⅱꢀ
14转动安装有转轴13，转向舵机2通过传动机构驱动转轴13转动；连接架11，安装于转轴13的下端；轮毂法兰15，位于连接架11的下端，轮毂电机3的转轴安装于轮毂法兰15上，轮毂电机3的外圈安装有车轮4；以及两个液压阻尼弹簧减震器5，分别沿竖直方向设置，两个液压阻尼弹簧减震器5沿前后方向排布，液压阻尼弹簧减震器5的上端固定于连接架11上，其下端安装于轮毂法兰15上。轮毂电机3通电后驱动车轮4转动，从而实现底盘1的前行或倒退，当底盘1需要转向时，转向舵机2的转轴转动一定角度，其通过传动机构驱动转轴13转动，转轴13通过连接件11驱动两个液压阻尼弹簧减震器5带动轮毂法兰15转动，实现驱动车轮4转动，通过液压阻尼弹簧减震器5支撑车身重量，并吸收路面颠簸产生的振动，保持机器人的平稳运行，悬架系统与通过底盘连接，承载底盘负载及外部负载，液压阻尼弹簧减震器5使车轮4通过凹凸路面时能够均匀着地，保持轮胎与地面的附着力，通过四个轮毂电机3驱动运动，四个转向舵机2转向控制，转向和驱动灵活，控制技术比较简单，驱动和转向动力强劲，拓展了复杂路况下机器人的适用场景，从而适应不同的任务需求。
[0023]传动机构可以为如下结构，其包括通过轴承
Ⅰꢀ
12转动安装于底盘1上的同步带轮
Ⅰꢀ
7以及同轴安装于转轴13上的同步带轮
Ⅱꢀ
8，同步带轮
Ⅰꢀ
7与同步带轮
Ⅱꢀ
8之间通过同步带9传动连接，同步带轮
Ⅰꢀ
7的直径小于同步带轮
Ⅱꢀ
8的直径。转向舵机2驱动同步带轮
Ⅰꢀ
7转动一定角度，同步带轮
Ⅰꢀ
7通过同步带9驱动同步带轮
Ⅱꢀ
8转动，从而实现驱动转轴13转动，
由于同步带轮
Ⅰꢀ
7的直径小于同步带轮
Ⅱꢀ
8，因此同步带轮
Ⅰꢀ
7与同步带轮
Ⅱꢀ
8的传动连接起到减速放大扭矩作用，可以轻松驱动车轮4转动。
[0024]优选的，还包括稳定杆16，其呈U字形结构，两个液压阻尼弹簧减震器5与稳定杆16相固定，稳定杆16的两端分别与同侧的液压阻尼弹簧减震器5通过螺纹连接固定。悬架系统采用液压阻尼弹簧减震器5、稳定杆16将底盘1和车轮4连接到一起。悬架系统的稳定杆16防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四驱四转的机器人轮系结构，包括底盘（1），其下端四个边角处分别设置有轮系，其特征在于，所述轮系包括：支架（6），其安装于定轴（10）上，转向舵机（2）安装于支架（6）上；定轴（10），安装于底盘（1）的下端，定轴（10）内沿竖直方向设置有通孔，所述通孔内通过轴承Ⅱ（14）转动安装有转轴（13），转向舵机（2）通过传动机构驱动转轴（13）转动；连接架（11），安装于转轴（13）的下端；轮毂法兰（15），位于连接架（11）的下端，轮毂电机（3）的转轴安装于轮毂法兰（15）上，轮毂电机（3）的外圈安装有车轮（4）；以及两个液压阻尼弹簧减震器（5），分别沿竖直方向设置，两个液压阻尼弹簧减震器（5）沿前后方向排布，液压阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔强，王建华，高明，李洪生，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：