一种新型差分舵轮轮系结构及其全向移动底盘制造技术

本实用新型专利技术涉及全向移动底盘技术领域，具体为一种新型差分舵轮轮系结构及其全向移动底盘，其中，新型差分舵轮轮系结构包括外壳、舵电机、轮电机、第一回转组件、第二回转组件、支撑座和轮胎，在外壳内顶部并排设置有舵电机、轮电机，舵电机和轮电机的输出轴均垂直与地面设置，在外壳组件中部安装有第一回转组件和第二回转组件，第二回转组件设置于第一回转组件内，支撑座和轮胎设置于外壳内底部，舵电机通过第一回转组件传动连接支撑座，轮电机通过第二回转组件传动连接轮胎。本申请中所新开发的差分舵轮式全向移动底盘具有良好的跑动性能，且具有突破性，其通过锥齿轮实现的无绕线舵轮系设计可以为AGV小车的底盘结构设计提供了新的思路。综上，具有较为广阔的市场前景。具有较为广阔的市场前景。具有较为广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型差分舵轮轮系结构及其全向移动底盘


[0001]本技术涉及全向移动底盘
，具体为一种新型差分舵轮轮系结构及其全向移动底盘。

技术介绍

[0002]全向移动底盘相当于一台轮式机器人的腿与脚，其性能完全决定了机器人的运动能力。全向移动平台首先要能够实现全方位的移动，以保证机器人的灵活性；其次要根据不同情况对最高速度、最大加减速度、跑动精度等参数进行选择。在机器人自动取发球比赛中，赛道的路径为两个长直道加一个弯道，且要进行多次取球流程，需要频繁地进行加减速运动，因此加减速度就成了比最高速度更为重要的一个跑动参数。因此需要根据比赛的需求对全向移动平台进行选型以及设计。
[0003]基于三轮独立全向移动平台的自动机器人的全向移动底盘，目前此类研究很少，市面上较为常见的底盘也有着诸多不足之处，如质量体积较大、价格昂贵、参数调整较为单一、一致性不好等。常规的全向移动地方分为有以下几类：
[0004](1)竖直舵轮轮系
[0005]此种舵轮轮系通常采用舵电机外置，轮电机上置的布置模式，这种布置的好处是整体结构十分紧凑，便于整体封装。但缺点是结构复杂，在竖直方向上占用空间较大，而且所需的加工件较多，加工成本高且对加工精度的要求较高。目前ROBOCON赛事中使用舵轮的学校采用的多为此种设计思路。
[0006](2)行星减速舵轮轮系
[0007]行星减速舵轮轮系的设计思路为将轮电机内置于轮胎内，成为轮胎电机，需要的减速比则通过电机连接小模数的行星减速齿轮组来实现。舵电机则可根据实际需要设计为内置或外置。这种设计的好处是极大压缩了竖直方向上的空间，而且为轮电机提供了更大的减速比，可使轮系动力更为充足。但这种设计整体轮系会较宽，而且轮径较大导致配套加工件尺寸均较大，最终轮系质量会较重。
[0008](3)差分式舵轮轮系
[0009]上述两种轮系的设计方案所共同存在的一个重大缺陷就是轮系绕线情况严重，由于舵电机的布置方式，其相当于始终在绕着轮系中心做旋转运动，这会导致电机的三相线在转动多圈后发生明显的缠绕现象。若不及时处理，甚至可能会卡死轮子的转动情况。这不仅为轮系的可靠性带来了极大的影响，而且会影响到控制方案的构建，若采用上述两种轮系则必须控制轮系不能朝同向转动过多圈数。
[0010]因此，为了解决这一问题，本申请开发了一种全新的差分式舵轮轮系，其不仅可以兼容上述两种轮系的优点，同时可以解决传统舵轮轮系最大的绕线问题。

技术实现思路

[0011]本技术为了解决现有技术的舵轮轮系结构复杂、占用空间大、较难处理绕线
问题，提供一种新型差分舵轮轮系结构及其全向移动底盘。
[0012]本技术通过下述技术方案实现：
[0013]一种新型差分舵轮轮系结构，包括底部中空的外壳、舵电机、轮电机、第一回转组件、第二回转组件、支撑座和导轮组，在所述外壳内顶部并排设置有舵电机和轮电机，所述舵电机和所述轮电机的输出轴均垂直于地面设置，在所述外壳内顶部安装有第一回转组件和第二回转组件，所述第二回转组件设置于第一回转组件内，所述支撑座安装于所述第一回转组件底部，所述导轮组安装于支撑座内，所述第二回转组件通过齿轮传动组传动连接导轮组，所述舵电机驱动第一回转组件回转，所述轮电机驱动第二回转组件回转。
[0014]通过舵电机驱动第一回转组件使得导轮组实现转向的功能，通过轮电机驱动第二回转组件使得导轮组实现移动的功能，通过并排设置与回转组件的结合，使得轮系结构得到充分的利用，并且能够有效的完成驱动效果。
[0015]作为本技术的一种优选方案：所述第一回转组件包括第一回转支承、舵内齿圈和舵小齿轮，所述第一回转支承的外圈固定安装于外壳内，所述第一回转支承的内环内安装有所述舵内齿圈，所述舵小齿轮套设于所述舵电机的输出轴上，所述舵内齿圈和所述舵小齿轮啮合，通过所述舵电机自转带动所述舵内齿圈回转。
[0016]第一回转组件作为传动组件，用于衔接舵电机与支撑座，完成支撑座内的导轮组转向。
[0017]作为本技术的一种优选方案：所述第二回转组件包括第二回转支承、轮内齿圈和轮小齿轮，所述第二回转支承的外圈固定安装于支撑座内，所述第二回转支承的内环内安装有所述轮内齿圈，所述轮小齿轮套设于所述轮电机的输出轴上，所述轮内齿圈和所述轮小齿轮啮合，通过所述轮电机自转带动所述轮内齿圈回转。
[0018]作为本技术的一种优选方案：所述齿轮传动组包括大锥齿轮和小锥齿轮，所述大锥齿轮和所述小锥齿轮啮合，所述大锥齿轮安装于所述第二回转组件底部，所述小锥齿轮与所述导轮组同轴连接。
[0019]第二回转支承和齿轮传动组一并作为另一组传动组件，用于衔接轮电机和导轮组，完成导轮组的移动。
[0020]作为本技术的一种优选方案：所述导轮组包括轮轴和导轮，所述轮轴横向设置于所述支撑座内，并与之转动连接，所述导轮套设于所述轮轴上。
[0021]作为本技术的一种优选方案：外壳由顶盖、上层外框和下层外框组成。
[0022]顶盖用于封顶，电机组件置于上层外框内，回转组件置于下层外框内，能够实现分段式组件及拆解，便于安装于维修。
[0023]一种具有新型差分舵轮轮系结构的全向移动底盘，包括底盘，所述底盘上具有安装空位，在所述底盘的安装空位内安装有上述的舵轮轮系结构。
[0024]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0025]在传统的舵轮轮系上做出了结构上的较大改进，轮电机不再采用减速电机直接驱动或者航模电机配直齿轮减速比来驱动，而是采用了直齿轮加锥齿轮的形式，将轮电机的安装位置脱离轮系的转动部分，避免缠线的问题，提升了轮系在控制上的调试上限，有效的优化使用空间，提升使用效果。
[0026]本申请中所新开发的差分舵轮式全向移动底盘具有良好的跑动性能，且具有突破
性，其通过锥齿轮实现的无绕线舵轮系设计可以为AGV小车的底盘结构设计提供了新的思路。综上所述，本申请具有较为广阔的市场前景。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0028]图1为本技术结构剖视图；
[0029]图中：底盘1、外壳2、舵电机3、轮电机4、第一回转组件5、第一回转支承51、舵内齿圈52、舵小齿轮53、第二回转组件6、第二回转支承61、轮内齿圈62、轮小齿轮63、支撑座7、齿轮传动组8、大锥齿轮81、小锥齿轮82、导轮组9、轮轴91、导轮92。
具体实施方式
[0030]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
实施例
[0031]如图1所示，一种新型差分舵轮轮系结构，包括底部中空的外壳2、舵电机3、轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型差分舵轮轮系结构，其特征在于：包括底部中空的外壳（2）、舵电机（3）、轮电机（4）、第一回转组件（5）、第二回转组件（6）、支撑座（7）和导轮组（9），在所述外壳（2）内顶部并排设置有舵电机（3）和轮电机（4），所述舵电机（3）和所述轮电机（4）的输出轴均垂直于地面设置，在所述外壳（2）内顶部安装有第一回转组件（5）和第二回转组件（6），所述第二回转组件（6）设置于第一回转组件（5）内，所述支撑座（7）安装于所述第一回转组件（5）底部，所述导轮组（9）安装于支撑座（7）内，所述第二回转组件（6）通过齿轮传动组（8）传动连接导轮组（9），所述舵电机（3）驱动第一回转组件（5）回转，所述轮电机（4）驱动第二回转组件（6）回转。2.根据权利要求1所述的一种新型差分舵轮轮系结构，其特征在于：所述第一回转组件（5）包括第一回转支承（51）、舵内齿圈（52）和舵小齿轮（53），所述第一回转支承（51）的外圈固定安装于外壳（2）内，所述第一回转支承（51）的内环内安装有所述舵内齿圈（52），所述舵小齿轮（53）套设于所述舵电机（3）的输出轴上，所述舵内齿圈（52）和所述舵小齿轮（53）啮合，通过所述舵电机（3）自转带动所述舵内齿圈（52）回转。3.根据权利要求1所述的一种新型差分舵轮轮系结构，其特征在于：所述第二回转组件（6）...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昂，林晓宇，李子川，密云祥，李绍阳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：