[实用新型]四轮独立驱动转向的全回转移动底盘

说明书

本实用新型涉及一种四轮独立驱动转向的全回转移动底盘，由骨架、动力驱动组件、转向驱动组件、轮系组件组成，骨架包括主体、横梁、转向横梁，主体的前后两端均连接有横梁，转向横梁通过转向连轴连接于横梁的两端；动力驱动组件、转向驱动组件均安装于骨架上，轮系组件包括车轮和轮轴，车轮通过轮轴固定于转向横梁的外端。本实用新型的四轮独立驱动转向的全回转移动底盘集成度高，利用转向驱动组件可实现轮式移动平台的原地转向功能，大大提高移动平台转弯灵活度，提高移动平台控制精度和动力响应速度，提升了系统的自动化和智能化程度。

技术领域

本实用新型属于移动机械技术领域，具体涉及一种四轮独立驱动转向的全回转移动底盘。

背景技术

轮式行走机构行驶阻力小、噪声小、转向性能好，具有高机动性，因此广泛应用于各种高机动性移动平台中，包括各种类型的汽车、军事特种车辆(如轮式战车、导弹运载车等)。轮式行走机构的好坏将直接影响到移动平台的通过性和机动性。为了提高轮式移动平台的灵活机动特性，一般尽可能降低移动平台转弯半径。

目前，轮系移动平台通过减小转弯半径来提高灵活机动特性的方案主要通过球轮、麦克纳母轮、万向轮或是基于它们的变形产品，而通过原来轮系基础上的方案较少。

(1)球轮结构技术方案

例如申请号为201110421107.X的专利“基于球轮全向驱动的运动平台”，涉及一种能够自主运动的智能运动平台，特别涉及一种通过控制三个球轮的运动从而实现平台整体的全向运动的机构，属于电机驱动、传感器测距、无线通讯和自动控制技术领域；具体包括三套同样的球轮驱动机械结构和三个电机驱动器、环境感知系统和平台控制系统；平台主控制模块处理得出控制指令，发给电机驱动器控制模块，球轮在驱动电机的控制下滚动，实现平台的运动。该发明基于球体滚动的全向性原理，可实现人工操控与自主运行两种工作模式，以及单平台运行和多平台运行方式，具有体积小，平衡性好，运动行为表现力突出，快速机动和全向运动性的特点。相似的还有申请号为201280035387.3的专利“全向运动平台”等。

球形轮一般采用磁性或其它方式，对球轮进行完全控制，从而实现轮子在XY方向上全向运动。但是球形轮控制起来较难，实际使用中很少采用，目前较多的存在于概念产品中，例如奥迪的球形轮胎机构等。

(2)麦克纳母轮结构技术方案

申请号为201611060832.8的专利公布了“一种全向移动平台”，包括车体框架、摆动组件、摆动车桥以及减震器，所述摆动组件固定在车体框架底部，所述摆动车桥通过所述摆动组件可相对所述车体框架底部上下摆动的安装在所述车体框架上；所述摆动车桥包括与所述摆动组件连接的中间部分和位于中间部分两侧的摆臂，所述中间部分与所述摆动组件连接，所述摆臂远离所述中间部分的端部安装有车轮；所示减震器一端与所述车体框架连接，另一端与所述摆臂连接。该移动平台，在地面不平的情况下，也能够使得全向移动平台平稳作业，同时使用寿命较长。相似的，还有申请号为201620216799.2的专利公布了“一种全向移动平台的独立悬挂机构”等。

麦克纳母轮因其设计和控制都较简单，在全向移动产品中使用较为广泛。但是因为它与地面的接触点不连续，而且只有一个可控运动自由度，导致运行中会引起打滑和噪音，造成运动效率低。由于正交轮在运动过程中两个轮子是交替接触地面的，这就导致在运动过程中每个轮子所承受的压力变化大，从而影响与地面接触的摩擦力，影响轮子转动速度，不能保证车体运动速度的平稳性；此外麦克纳姆轮的滚子之间存在间隙，容易产生振动或打滑，导致能量损失严重，造成车体不稳定，无法保证位置精确度，而且这种轮子对加工设计有很高要求，从而导致使用成本高。

(3)万向轮结构技术方案

该类方案中，一般采用将驱动电机直接安装在驱动轮轮毂上以简化结构。