[发明专利]减振且可越障全向移动轮系装置及工作方法、移动平台

说明书

本发明涉及一种减振且可越障全向移动轮系装置及工作方法、移动平台，本轮系装置星形轮架，以及安装在星形轮架各端的且均匀分布的全向轮组件。本轮系装置结构简单，功能多样，双动力、四动力或更多动力源时均可使爬梯车转弯半径为零，且省去了差速器；该轮系装置还解决重载时越障轮系转向或原地转向时摩擦力过大的问题的同时，能够通过齿轮轴孔内的阻尼系统解决越障过程中星形轮架翻转时冲击振动较大的问题，这为构建一种紧凑且集成度高的多功能、高性能移动平台提供了必要的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种具有减振功能的可越障轮系装置，可作为各类爬梯车、越障车、载人载物移动平台以及其他工业机器人的行走机构，属于机械设计技术领域。

背景技术

目前，由多角星形架和单向轮组成的越障移动平台有很多，其主要为满足探矿机器人，军事侦察机器人、载人载物移动平台，以及其他各类工业机器人或特种机器人的应用需求设计等。这些多单向轮架都是多角星形架和单向轮的结合，虽然可以实现轮架公转和单向轮的自转，但是轮架前进方向必须和单向轮方向一致，运动灵活性受到一定的限制。目前也存在一些多角行星架和全向轮组成的移动平台，此类装置虽然能实现全向移动并可跨越一定障碍，但是其在跨越障碍的过程中冲击振动较大，由于结构设计中受到特定几何关系的约束，行星齿轮受力不均衡且磨损较剧烈，平均无故障时间相对较短。这些轮系在运行可靠性方面需进一步提高，本发明正是基于上述因素而提出。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮系装置，其工作方法以及移动平台，以解决轮系装置全方位移动的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轮系装置，包括：星形轮架，以及安装在星形轮架各端的且均匀分布的全向轮组件。

进一步，为了便于轮系装置能有效的翻越障碍物，所述星形轮架的中心处设有动力输入轴孔，各全向轮组件分别通过相应的全向轮中心轴、全向轮安装轴孔配合安装；以及一动力输入轴位于动力输入轴孔内，且通过安装在星形轮架内的齿轮机构将动能传递给全向轮中心轴，以带动全向轮组件自转，或当全向轮组件受阻无法自转时，带动星形轮架和各全向轮组件绕动力输入轴公转。

进一步，为了能够减轻越障过程中冲击震动的全向轮系装置，以解决可越障轮系装置运动过程中颠簸的技术问题，所述全向轮中心轴上套设有弹簧联轴器、空心轴和齿轮轴，其中所述齿轮轴与空心轴通过花键连接，所述弹簧联轴器位于齿轮轴、空心轴装配形成的环形内腔中；以及通过所述齿轮轴与齿轮机构相连。

进一步，所述齿轮轴内设有环形台阶，当空心轴顶入齿轮轴后，空心轴的顶入端的端面与环形台阶的侧面配合以构成所述环形内腔；或所述齿轮轴和空心轴内均设有环形台阶，当空心轴顶入齿轮轴时，两环形台阶的侧面配合以构成所述环形内腔。

进一步，为了产生更好的减震效果，所述的弹簧联轴器包含一个盘簧或多个并联的盘簧，当多个盘簧并联时，多个盘簧均并排地套在全向轮中心轴上，且相邻盘簧的螺旋方向相反；以及所述的弹簧联轴器与全向轮中心轴之间通过过盈配合进行紧固连接。

进一步，为了实现全向轮组件的全方位移动，所述全向轮组件包括：全向轮，该全向轮包括：星形滚轮架、滚轮、滚轮轴；其中所述滚轮的滚轮面呈圆弧面，以适于全向轮在自转时滚动；以及所述星形滚轮架包括三个均匀分布的Y型架，各滚轮分别通过滚轮轴安装于各Y型架的相邻短臂之间，以适于全向轮组件作横向移动时转动。

进一步，为了解决齿轮轴受力不均衡且磨损较大的问题，一全向轮组件包括至少两个全向轮，各全向轮同轴安装且绕全向轮中心轴错开一定角度，以使各全向轮的外缘构成一完整的圆。

又一方面，本发明还提供了一种移动平台，其包括：平台，以及至少四个所述的轮系装置；所述平台为矩形，则各轮系装置对角线设置；或所述平台为圆形，则各轮系装置沿平台的外缘均匀设置。

第三方面，本发明还提供了一种轮系装置的工作方法。