一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘制造技术

本发明专利技术属于底盘，具体涉及一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘。一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，包括应变式解耦悬架，在应变式解耦悬架上设置各类动力及控制原件，以及模块化功能接口。本发明专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：联轴器组件使用深沟球轴承代替了电机输出轴承担车辆行驶过程中的轴向力与径向力。相比于开放式设计的电机直连轮组，内置轴承的法兰盘联轴器具有更高的额定载荷，同时其封闭式设计延长了使用寿命及保养周期。由于悬架的解耦设计(滚转与支撑方向的刚性设计不同)，在面对崎岖路面时，悬架可以拥有更大的伸缩行程，车辆通过性更好；在面对平整路面时，悬架支撑性更好，搭载的云台等设备更加稳定。备更加稳定。备更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘


[0001]本专利技术属于底盘，具体涉及一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，可以用来搭载多种功能接口如机械臂、云台等，用于解决此类机器人底盘通过性一般、机动性不高、维护复杂、成本高昂的问题。

技术介绍

[0002]随着搭载麦克纳姆轮底盘的轮式机器人被越来越广泛的使用，麦克纳姆轮底盘需求量很大，市场前景广阔。但市场上现有的麦克纳姆轮底盘却存在工况单一、性能不足的问题。大部分麦克纳姆轮底盘结构简单，价格并不算低廉但是通过性很差，无法满足复杂环境、多种用途的需求，如果单纯将悬挂硬度降低会虽然提升了一定通过性，但是又降低了在平整路面行驶的稳定性；而少量具有非独立悬挂、自适应地形功能的其他形式底盘却存在结构复杂、难以维护、成本高昂的弊端。
[0003]如图5所示，为市面上一种结构较为简单的麦克纳姆轮底盘，因为不具有悬挂设计而通过性较差，仅能实现平整路面的行驶。
[0004]如图6所示，为市面上一种使用具有舵向调整功能的机器人移动底盘，增加了大量动力执行器和零件，难以维护，售价高昂。
[0005]就现有技术来讲，没有一种在成本低廉的同时具有高通过性的麦克纳姆轮底盘设计，复杂的其他形式由于成本高昂的问题也不能实现广泛使用与推广。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘。
[0007]本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，包括应变式解耦悬架，在应变式解耦悬架上设置各类动力及控制原件，以及模块化功能接口。
[0008]如上所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，应变式解耦悬架包括车架板，在车架板上设置两个副车架，其中，车架板为长方体型零件，两个副车架也为长方体型零件，两个副车架的长度方向与车架板的长度方向垂直设置，两个副车架平行设置。
[0009]如上所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，在应变式解耦悬架上设置包围保护模块。
[0010]如上所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，副车架包括平行设置的两层副车架板，两层副车架板之间设置副车架支撑架和悬挂支撑架，两层副车架板、副车架支撑架和悬挂支撑架形成类似长方体的结构，该长方体结构称为副车架悬挂支撑主体，副车架悬挂支撑主体两端设有摆臂，摆臂的自由端u、与联轴器组件连接。
[0011]如上所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，联轴器组件包括
驱动电机、麦克纳姆轮、法兰盘、深沟球轴承、轴用弹性挡圈、摆臂连接器，驱动电机与副车架悬挂支撑主体及麦克纳姆轮均连接，深沟球轴承安装在摆臂连接器内，驱动电机使用螺丝连接到摆臂连接器上，法兰盘安装在深沟球轴承内孔并使用轴用弹性挡圈固定，麦克纳姆轮使用螺丝与螺母安装在法兰盘上。
[0012]如上所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其中，悬挂支撑架通过减震套筒与麦克纳姆轮连接。
[0013]本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：联轴器组件使用深沟球轴承代替了电机输出轴承担车辆行驶过程中的轴向力与径向力。相比于开放式设计的电机直连轮组，内置轴承的法兰盘联轴器具有更高的额定载荷，从500N提升到1400N。同时其封闭式设计延长了使用寿命及保养周期，在正常使用下仅需每700小时进行检查及保养。由于悬架的解耦设计(滚转与支撑方向的刚性设计不同)，在面对崎岖路面时，悬架可以拥有更大的伸缩行程，车辆通过性更好；在面对平整路面时，悬架支撑性更好，搭载的云台等设备更加稳定。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的正等轴测图；
[0015]图2为副车架的正等轴测图；
[0016]图3为联轴器组件的剖视图；
[0017]图4为车架功能性结构的正等轴测图；
[0018]图5为市面上的一款较为简单的麦克纳姆轮底盘；
[0019]图6为市面上的一款结构复杂售价高昂的底盘的下侧视图。；
[0020]图中：1.副车架、2.车架板、3.包围保护模块、4.各类动力及控制原件、5.模块化功能接口、21.副车架板、22.副车架支撑架、23.悬挂支撑架、24.减震套筒、25.摆臂、26.联轴器组件、27.驱动电机、28.麦克纳姆轮、31.法兰盘、32.深沟球轴承、33.轴用弹性挡圈、35.摆臂连接器、41、42、43、44.轮组。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。
[0022]下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0023]如图1所示，本专利技术为搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，包括有副车架1、车架板2、包围保护模块3、各类动力及控制原件4、模块化功能接口5。两个副车架1与车架板2通过螺丝相互连接，构成专利技术的主要功能部分，即应变式解耦悬架。底盘外圈安装有包围保护模块3。其余功能部件有各类动力及控制原件4、模块化功能接口5，同时连接到车架板2。
[0024]如图2所示，副车架1的零部件包括副车架板21、副车架支撑架22、悬挂支撑架23、减震套筒24、悬挂摆臂25、联轴器组件26、驱动电机27、麦克纳姆轮28。联轴器组件26通过悬挂摆臂25连接到副车架板21，副车架板21与副车架支撑架22、悬挂支撑架23、减震套筒24使用螺丝连接，构成副车架1主体结构。悬挂支撑架23为减震套筒24提供刚性支撑，减震套筒24受力压缩或伸长，使副车架实现悬挂减震的功能。
[0025]如图3所示，联轴器组件26的零部件包括驱动电机27、麦克纳姆轮28、法兰盘31、深沟球轴承32、轴用弹性挡圈33、摆臂连接器35。深沟球轴承32安装在摆臂连接器35内，驱动
电机27使用螺丝连接到摆臂连接器35上，法兰盘31安装在深沟球轴承32内孔并使用轴用弹性挡圈33固定，麦克纳姆轮28使用螺丝与螺母安装在法兰盘31上。零件通过紧密的配合构成功能性结构。此联轴器组件的作用是固定麦克纳姆轮28并由深沟球轴承32承担车辆行驶时车轮受到的轴向力与径向力，防止零部件因为冲击而损坏。
[0026]如图4所示，实现应变式解耦悬架功能的原理为：通过在前后独立悬挂之间加入独立的应变机构，使悬架的滚转刚性与支撑刚性解耦即滚转刚性与支撑刚性根据设计可以调节为不同的比例，而普通的独立悬挂滚转刚性与支撑刚性为固定比例不能调整。双层车架板2是应变机构的主要功能部件，通过力学设计做到受力时自身一定程度扭转。当车辆通过平整地面时，麦克纳姆轮28均匀接触地面，此时应变机构不发生扭转，通过加强其支撑刚性，使车体更加稳定，模块化云台接口搭载的多功能模块性能发挥也更加稳定。而当车辆通过复杂路况时，由于地形崎岖，麦克纳姆轮28受力不均匀，车辆前后对侧减震套筒24被压缩，此受力使双层车架板2产生应变，向受力方向扭转，悬挂行程增加，使麦克纳姆轮28继续同时接触地面，保证足够的摩擦力，车辆顺利通过地形复杂路段。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其特征在于：包括应变式解耦悬架，在应变式解耦悬架上设置各类动力及控制原件(4)，以及模块化功能接口(5)。2.如权利要求1所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其特征在于：应变式解耦悬架包括车架板(2)，在车架板(2)上设置两个副车架(1)，其中，车架板(2)为长方体型零件，两个副车架(1)也为长方体型零件，两个副车架(1)的长度方向与车架板(2)的长度方向垂直设置，两个副车架(1)平行设置。3.如权利要求2所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其特征在于：在应变式解耦悬架上设置包围保护模块(3)。4.如权利要求3所述的一种搭载应变式解耦悬架的麦克纳姆轮底盘，其特征在于：副车架(1)包括平行设置的两层副车架板(21)，两层副车架板(21)之间设置副车架支撑架(22)和悬挂支撑架(23)，两层副车架板(21)、副车架支撑架(22)和悬挂支撑架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥银，金新元，李文斌，苗扬，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：