本发明专利技术涉及移动机器人技术领域，具体是一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，包括桁架车身模块、可调双横臂式减振悬架模块；驱动分档模块，实现移动机器人的行驶状态和空档滑行状态的切换；力矩自平衡分配模块，与桁架车身模块两侧的同组可调双横臂式减振悬架模块配合，优化分配移动机器人四轮驱动力矩以抑制转向车身侧倾；底层运动控制系统模块，用于实现移动机器人的自主导航平顺行走、外部作业工具的搭载及操控。本发明专利技术通过可调双横臂式减振悬架模块、驱动分档模块提升车身的减振效果与稳定性，调节车轮外倾角，驱动与传动可隔离，解决了移动机器人户外故障时难以拖车的问题，且力矩自平衡分配模块能有效防止车身侧倾。力矩自平衡分配模块能有效防止车身侧倾。力矩自平衡分配模块能有效防止车身侧倾。
【技术实现步骤摘要】
一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人
[0001]本专利技术涉及移动机器人
，具体是一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人。
技术介绍
[0002]四轮差速滑动转向全地形独立悬架移动机器人具有结构简单可靠、运行灵活稳定、适应地形广泛、控制简单等优点。尽管现今已开发出性能优异的四轮差速全地形移动机器人，但仍存在一些关键问题亟需解决。
[0003]1、若全地形移动机器人采用四轮差速滑动转向，转向驱动力矩较大，要求配置传动装置的减速比过大；
[0004]2.在户外作业发生故障时难以拖动，导致其维修困难；
[0005]3.现有大多数移动机器人车轮与驱动刚性直连，不利于驱动输出与操控；由于移动机器人悬架方式与车身的匹配适应度不够，以及缺失力矩自平衡分配机构，导致移动机器人车轮输出驱动力矩不均衡，造成车身抖动较大，影响移动机器人行走的平顺性以及传感器测量精度、负载能力等。
[0006]如中国专利申请号为201711258906.3，提出的双三角形悬架轮腿式全地形移动机器人，具有优良越障、行驶平顺性、主/被动姿态调节功能，但其采用轮毂电机作为驱动轮，力矩较小，负载能力差，转向采用转向电机，使移动机器人本体重量、能耗增加，续航能力减弱，同时移动机器人中电机数量增多，控制难度增加。
[0007]如中国专利申请号为201811301142.6，提出的一种具有主动独立悬架系统的全地形移动机器人，具有优良越障性能、主动调姿功能、差速转向功能和优良动力学行驶平顺性能，其驱动与车轮刚性直连，缺少力矩分配机构，采用轮毂电机作为驱动电机，虽解决了减速比过大问题，但其力矩输出较小。
[0008]如中国专利申请号为201911096192.X，提出的一种全地形移动机器人，具有平衡性好，移动效率高，灵活性好，使用领域广等特点，但其使用蜗轮蜗杆电机作为驱动电机且与车轮直连，电机工作环境相对较差，动力传递效率低，采用单纵臂式悬架，悬架方式与车身的匹配适应度不够，行驶平顺性有限。
技术实现思路
[0009]为了解决上述问题，本专利技术提出一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人。
[0010]一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，包括：
[0011]桁架车身模块；
[0012]可调双横臂式减振悬架模块，两两一组分布于所述桁架车身模块的两侧以增强移动机器人的车身强度及车身稳定性，适应多地形工况的行走；
[0013]驱动分档模块，安装在所述桁架车身模块上，能通断自身动力，以完成移动机器人的行驶状态和空档滑行状态的切换；
[0014]力矩自平衡分配模块，承载于所述桁架车身模块上且被构成为与所述桁架车身模块两侧的同组可调双横臂式减振悬架模块配合，优化分配移动机器人四轮驱动力矩以抑制转向车身侧倾；
[0015]底层运动控制系统模块，承载于桁架车身模块上且与可调双横臂式减振悬架模块、驱动分档模块、力矩自平衡分配模块配合，用于实现移动机器人的自主导航平顺行走、外部作业工具的搭载及操控。
[0016]所述的桁架车身模块包括桁架车身、位于桁架车身顶部的减振器上支座固定座、位于桁架车身侧部的减振摆臂安装板、位于桁架车身中间两侧的电池护栏。
[0017]所述的可调双横臂式减振悬架模块包括上U型摆臂、下U型摆臂,所述的上U型摆臂、下U型摆臂一端铰接有轴承座安装板，所述的上U型摆臂、下U型摆臂远离轴承座安装板的一端与桁架车身模块铰接，所述的上U型摆臂上滑动安装有减振器下支座，所述的减振器下支座上配合有减振器，所述的减振器远离减振器下支座的一端与桁架车身模块配合，所述的上U型摆臂上设有与力矩自平衡分配模块配合的扭杆接头安装铰。
[0018]所述的驱动分档模块包括孔输出减速器、带轮电磁离合器、分别与孔输出减速器两端连接的减速器安装座和伺服电机、与减速器安装座配合的动力模块安装座、实现驱动与传动隔离的传动模块、用于执行传动模块带来的驱动力的车轮模块，所述轮电磁离合器与孔输出减速器之间设有上带轮轴。
[0019]所述的传动模块包括角接触球轴承座、与角接触球轴承座配合的外轮毂联轴器、与外轮毂联轴器连接的万向节、与万向节连接的下带轮轴、与下带轮轴配合的深沟球轴承座，所述下带轮轴与上带轮轴之间通过同步带机构传递动力。
[0020]所述同步带机构包括一组分别对应安装在下带轮轴与上带轮轴上的同步带轮，所述同步带轮之间设有同步带，所述的减速器安装座、动力模块安装座之间设置有张紧螺杆，调节张紧螺杆上的螺母用以张紧同步带。
[0021]所述的力矩自平衡分配模块包括可控式液压阻尼器、在可控式液压阻尼器两端均有设置的扭杆、与扭杆一端连接且与对应的扭杆接头安装铰铰接的扭杆铰接头、与扭杆滑动配合的法兰衬套、与减振器上支座固定座连接的扭杆压块。
[0022]所述的底层运动控制系统模块包括外部传感器、底层运动控制器、安装在底层运动控制器上的调度系统、云控制接口、通讯接口。
[0023]所述的外部传感器包括GPS、陀螺仪、激光雷达、双目摄像头、安装在桁架车身底部外侧的RFID传感器、磁导航传感器。
[0024]所述的底层运动控制器包括电控安装板、控制面板、用以接收外部信号的中央处理器、与中央处理器相连的底盘控制板、用于给中央处理器以及底盘控制板供电的稳压源、与底盘控制板、伺服电机相连的伺服驱动器、断路器、直流接触器。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过桁架车身模块降低车身重量，提高车身刚度、承载性能、空间利用率；通过可调双横臂式减振悬架模块、驱动分档模块提升车身的减振效果与稳定性，调节车轮外倾角，驱动与传动可隔离，改善动力模块的工作环境，提高输出力矩利用率，解决了移动机器人户外故障时难以拖车的问题；本专利技术设计的力矩自平衡分配模块有效防止车身侧倾，衰减路面激励带来的振动，根据车轮扭矩实时监测数据，通过控制可控式液压阻尼器的阻尼参数调节力矩自平衡分配模块的刚度，增加扭杆对减振摆臂的推力
以增加车轮对地面的正压力，增大车轮与地面的摩擦力，同时也加快了车轮的回弹速度，缩小两轮之间的力矩差，优化分配移动机器人四轮驱动的力矩，提升转向、自转工况下的负载能力，有效抑制转向过程中车身倾侧，抑制抖动，增强越野性能；本专利技术通过底层运动控制系统模块拓展了功能性，降低了用户的使用难度，便于二次开发。
附图说明
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0027]图1为本专利技术的立体结构示意图；
[0028]图2为本专利技术去除壳体后的立体结构示意图；
[0029]图3为本专利技术的图2的I局部放大立体结构示意图；
[0030]图4为本专利技术的图2的II局部放大立体结构示意图；
[0031]图5为本专利技术的图2的III局部放大立体结构示意图；
[0032]图6为本专利技术的整体结构仰视结构示意图；
[0033]图7为本专利技术中驱动分档模块结构剖视图；
[0034]图8为本专利技术中的驱动分档模块部分立体结构示意图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，其特征在于：包括：桁架车身模块(1)；可调双横臂式减振悬架模块(2)，两两一组分布于所述桁架车身模块(1)的两侧，以增强移动机器人的车身强度及车身稳定性，适应多地形工况的行走；驱动分档模块(3)，安装在所述桁架车身模块(1)上，能通断自身动力，以完成移动机器人的行驶状态和空档滑行状态的切换；力矩自平衡分配模块(4)，承载于所述桁架车身模块(1)上且被构成为与所述桁架车身模块(1)两侧的同组可调双横臂式减振悬架模块(2)配合，优化分配移动机器人四轮驱动力矩以抑制转向车身侧倾；底层运动控制系统模块(5)，承载于桁架车身模块(1)上且与可调双横臂式减振悬架模块(2)、驱动分档模块(3)、力矩自平衡分配模块(4)配合，用于实现移动机器人的自主导航平顺行走、外部作业工具的搭载及操控。2.根据权利要求1所述的一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，其特征在于：所述的桁架车身模块(1)包括桁架车身(102)、位于桁架车身(102)顶部的减振器上支座固定座(104)、位于桁架车身(102)侧部的减振摆臂安装板(103)、位于桁架车身(102)中间两侧的电池护栏(107)。3.根据权利要求2所述的一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，其特征在于：所述的可调双横臂式减振悬架模块(2)包括上U型摆臂(206)、下U型摆臂(204),所述的上U型摆臂(206)、下U型摆臂(204)一端铰接有轴承座安装板(314)，所述的上U型摆臂(206)、下U型摆臂(204)远离轴承座安装板(314)的一端与桁架车身模块(1)铰接，所述的上U型摆臂(206)上滑动安装有减振器下支座(207)，所述的减振器下支座(207)上配合有减振器(208)，所述的减振器(208)远离减振器下支座(207)的一端与桁架车身模块(1)配合，所述的上U型摆臂(206)上设有与力矩自平衡分配模块(4)配合的扭杆接头安装铰(203)。4.根据权利要求3所述的一种双横臂式减振悬架全地形移动机器人，其特征在于：所述的驱动分档模块(3)包括孔输出减速器(305)、带轮电磁离合器(308)、分别与孔输出减速器(305)两端连接的减速器安装座(307)和伺服电机(306)、与减速器安装座(307)配合的动力模块安装座(105)、实现驱动与传动隔离的传动模块、用于执行传动模块带来的驱动力的车轮模块，所述轮电磁离合器(308)与孔输出减速器(305...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪步云，胡汉春，许德章，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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