[发明专利]全方位移动平台

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种全方位移动平台。

背景技术

近年来，随着计算机科学和人工智能的发展，机器人技术突飞猛进。移动平台是机器人运动的基础，根据移动特性可以分为非全方位和全方位移动平台两种。全方位移动平台可以在平面上实现前后、左右和绕自身旋转三个自由度的运动，它非常适合工作在空间狭小、对移动性能要求高的场合。

国内外很多研究机构和厂家开展了全方位移动平台的研究工作，在轮子的设计方面做了大量工作，目前已经问世的产品主要有：Swedish轮、球轮、连续切换轮、正交轮等。虽然这些产品可以实现全方位移动，但有着如下缺点：

1.使用特殊的轮子成本高；

2.Swedish轮、球轮、连续切换轮、正交轮等轮子由于采用了特殊的转向机构，载重量有限，难以实际使用；

3.上述轮子在转向过程中，由于滚子和地面接触不连续，容易产生振动和打滑，尤其在地面不平或者有斜坡时，全方位移动效果和控制精度难以保证。

发明内容

鉴于现有产品中存在的技术问题，本发明提出了一种全方位移动平台，它可以根据用户要求，通过驱动电机正反转控制双轮主动轮组旋转，从而实现平台的全方位移动。

该全方位移动平台包括：移动平台、至少两个双轮主动轮组和若干个从动轮；所述双轮主动轮组，用于改变全方位移动平台的移动方向和旋转方向；所述从动轮，用于支持所述全方位移动平台；所述双轮主动轮组和所述从动轮通过固定轴与所述移动平台垂直相连接。每个所述双轮主动轮组包括至少两个驱动电机和至少两个轮子，两个所述驱动电机分别独立驱动两个所述轮子顺时针或逆时针旋转。每个所述双轮主动轮组还包括锥齿轮，每个所述驱动电机通过所述锥齿轮驱动所述轮子顺时针或逆时针旋转。每个所述双轮主动轮组还包括同步齿型带，每个所述驱动电机通过所述同步齿型带驱动所述轮子顺时针或逆时针旋转。所述驱动电机位于所述双轮主动轮组内侧。所述两个双轮主动轮组绕与移动平台垂直的固定轴沿水平方向旋转360度，绕与移动平台垂直的固定轴沿水平方向左右摆动各20至50度。所述双轮主动轮组的旋转角度通过码盘测得。所述旋转角度经过控制单元处理后控制驱动电机的旋转方向和旋转角度。所述从动轮的数量是根据需求进行匹配。所述双轮主动轮组通过回转运动时产生的转矩带动所述移动平台进行平移或者回转运动。

本发明与现有技术相比，本发明使用普通轮子实现全方位移动功能，在满足使用效果的同时，降低成本。该全方位移动平台采用普通轮胎，因此承载能力强，成本低廉，而且结构简单，控制精度高，可以适用于不同场合的使用要求，有利于大面积推广。

附图说明

图1为本发明的全方位移动平台从动轮、双轮主动轮组的整体结构示意图；

图2为本发明的双轮主动轮组通过同步齿型带驱动的实施例示意图；

图3为本发明的双轮主动轮组通过锥齿轮驱动的实施例示意图；

图4为本发明的与轮椅相结合的实施例后向示意图；

图5为本发明的与轮椅相结合的实施例侧向示意图；

图6为本发明的与叉车相结合的实施例示意图。

具体实施方式

本发明的方案设计思想是采用普通轮子实现移动平台的全方位移动功能。该全方位移动平台由移动平台、至少两个双轮主动轮组和若干个个从动轮构成，双轮主动轮组用于改变全方位移动平台的移动方向和旋转方向，从动轮用于支持所述全方位移动平台；双轮主动轮组和从动轮通过固定轴与移动平台垂直相连接。其中，从动轮的数目可以根据实际使用要求进行调整。

下面通过几个具体实施例详细说明全方位移动平台的结构。

实施例一

本实施例一以2个双轮主动轮组、2个从动轮为例进行说明。

如图1中所示，该全方位移动平台包括：2个双轮主动轮组101、2个从动轮102和移动平台103。全方位移动平台通过2个双轮主动轮组101回转运动时产生的转矩带动移动平台进行平移或者回转运动，全方位移动平台的回转角度如图1中θ角度所示。

为了使全方位移动平台使用范围广泛，两个双轮主动轮组可以与若干个从动轮共同构成不同的全方位移动平台。本发明不仅限于两个双轮主动轮组、两个从动轮的情况，还包括若干个双轮主动轮组、若干个从动轮的情况。

每个双轮主动轮组由至少两个轮子、至少两个驱动电机、至少两个传递机构(锥齿轮或者同步齿形带)、固定轴(与移动平台水平的固定轴或垂直的固定轴)、码盘，以及支持轮子的轴承和外壳所组成。

两个驱动电机分别独立驱动两个轮子。