[发明专利]基于主动动力脚轮组件的全方位移动机器人

说明书

本发明公开了基于主动动力脚轮组件的全方位移动机器人，该全方位移动机器人包括底板和主动动力脚轮组件。底板用于固定主动动力脚轮组件；主动动力脚轮组件包括滚轮、轮轴、第一轮架、第二轮架、第三轮架和第四轮架，该主动动力脚轮组件还包括驱动组件、转向组件，驱动组件包括驱动电机和驱动传动组件，驱动电机带动驱动传动组件控制滚轮滚动；转向组件包括转向电机和转向传动组件，转向电机带动转向传动组件控制滚轮转向。根据本发明的全方位移动机器人，有效降低了整体高度，并且提升了运动的平稳性，具有良好的应用和研究前景。

技术领域

本发明涉及一种基于主动动力脚轮组件的全方位移动机器人，涉及移动机器人技术领域。

背景技术

伴随着机器人技术的发展，移动机器人逐渐在电商物流、家庭服务、医疗护理和军事等领域得到应用。在货物较多、通道狭窄的仓库等工作空间有限、对机器人运动能力要求高的应用环境中，传统的差分式驱动移动机器人难以满足要求，而全方位移动机器人理论上能够在任意时刻向平面内任何方向运动，因而具有极大的应用和研究价值。

全方位移动机器人主要由主动动力脚轮或瑞典轮构成。瑞典轮在中心轮周边设置若干成角度的小滚轮，可以实现全向移动，但是瑞典轮成本高、运动和承重效率低、且由于自身结构在运动时会产生震动和噪声，因此限制了瑞典轮的应用。而主动动力脚轮基于传统滚轮，运动连续平稳、成本低，能够很好的规避瑞典轮的缺点。

国内外研究现状如下所述。国内的全方位移动机器人发明的已公开专利包括：浙江大学的一种可承载式双臂全向移动护理机器人，其申请号为201810534638.1、公开号为CN 108705512A；清华大学的智能座椅机器人，其申请号为201611105410.8、公开号为CN106617860A；民政部一零一研究所的全方位移动机器人，其申请号为201910614361.8、公开号为CN 110181540A；中国科学院宁波材料技术与工程研究所的主动动力脚轮组件、全向移动平台及其控制方法，其申请号为201510332303.8、公开号为CN105080149A。国外的相似的研究有KUKA机器人有限公司的一种全方位移动车辆，公开号为WO 2008/122538Al。

现有的全方位移动机器人主要基于瑞典轮，一些现有的基于主动动力脚轮的全方位移动机器人，其主动动力脚轮组件整体高度较高，不利于降低全方位移动机器人的重心，使得全方位移动机器人在加速度较大情况下容易翻覆，限制了全方位移动机器人的运动能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于主动动力脚轮组件的全方位移动机器人，本机器人运动平稳、噪声小、机器人整体高度能够有效降低，可以满足工作空间有限、对机器人运动能力要求高的应用场景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于主动动力脚轮组件的全方位移动机器人，包括正三角形底板，三个结构相同的主动动力脚轮组件分别设在底板的边角处；

每一个主动动力脚轮组件包括筒形第四轮架，在所述的第四轮架上且沿第四轮架竖直中心轴对称的方向分别设置有平面并在该两个平面上分别开有同水平轴线设置的第一安装孔、第二安装孔，在两个对称平面之间的中间位置处的第四轮架上设置有平面并在该平面上开有与第一安装孔的轴线高度一致的第三安装孔，一个驱动电机固定在第一安装孔处的第四轮架上，所述的驱动电机的输出轴通过联轴器与第一横向传动轴固定相连，在所述的第一横向传动轴上固定有驱动伞齿轮，所述的联轴器和驱动伞齿轮设置在第四轮架的空腔内，所述的第一横向传动轴的前端与第五固定件转动连接，所述的第五固定件固定在第二安装孔处，所述的第四轮架固定在底板的顶壁的边角处；