一种基于导电滑环的360度旋转云台机器人底盘的制作方法

本发明涉及一种带有云台的机器人底盘，尤其是一种基于导电滑环的360度旋转云台机器人底盘。

背景技术

近年来,机器人已经在我们的工作和生活中得到广泛的应用,特别是在一些特殊环境下,机器人能完成人类所不能完成的工作和任务。现今已开发出多种性能相对优越的带云台的机器人底盘，比如电子科技大学于2017年4月26日申请的申请号为cn201710280564.9，公开号为cn107009370a的《射击机器人》中所示的带云台的机器人底盘。但是现在社会上的带云台的机器人底盘中的云台自由性仍然受到限制，如今仍然没有一种能够实现机器人全向运动底盘和附属的云台各自实现360度旋转而不发生电线缠绕，并且云台和底盘可以通过同一套控制机构同时控制，而不需分开单独的控制机构。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何实现机器人底盘运动和机器人云台运动的自由性的问题，其作用在于实现机器人底盘的全向运动的同时允许云台不受底盘的干扰实现自主360度旋转，并且在底盘和云台分别运动的同时，其间相关的电控电线组不会缠绕，实现机器人底盘运动和机器人云台运动的自由性。

本发明解决技术问题通过如下的技术方案实现：

一种基于导电滑环的360度旋转云台机器人底盘，包括底盘部分、设置在所述包括底盘部分中部的框架部分和云台部分，所述底盘部分包括底板、设置在所述底板边缘的若干麦克纳姆轮套件；所述框架部分上固定设置有导电滑环，所述导电滑环通过线路分别连接各麦克纳姆轮套件和云台部分。

进一步地，所述的麦克纳姆轮套件包括电机、轴支座、螺栓、联轴器、卡簧、轴承、法兰、麦克纳姆轮，所述电机通过螺栓紧固在轴支座上，所述轴支座通过螺栓固定在所述底板上，所述联轴器一端连接电机输出轴，另外一端连接法兰，所述轴承的内圈与法兰的轴端过盈配合，外圈与轴支座上的轴承孔过盈配合，所述卡簧设置在所述法兰的轴端起到限位作用，所述麦克纳姆轮通过螺栓连接于法兰上。

进一步地，所述的导电滑环通过螺栓固定于导电滑环支撑件上，所述导电滑环支撑件通过螺栓固定于框架上，所述导电滑环通过第一导电滑环电线组与各麦克纳姆轮套件电路连接，通过第二导电滑环电线组与云台部分电路连接，所述第一导电滑环电线组和第二导电滑环电线组可以各自360度旋转而不会缠绕。

进一步地，所述的云台部分包括云台电机、云台电机支撑、云台中间支撑、云台板、轴支座、止推轴承，所述云台电机通过螺栓固定于云台电机支撑底部，所述云台中间支撑通过螺栓固定在所述云台电机支撑顶面，所述云台板通过轴支座转动设置在所述云台中间支撑顶部，所述止推轴承通过螺栓分别夹紧设置于云台板和云台中间支撑之间、云台中间支撑和轴支座之间，所述云台电机的输出轴与轴支座固定连接。

进一步地，所述的云台部分还包括用于安装其他外部设备的云台支座，所述的云台支座通过螺栓固定于云台板上。云台支座的作用在于提供一个安装其他外部设备的功能，使用者可以将自己所需用到的外部设备装载于云台支座上。

进一步地，所述的云台部分还包括用于保护导电滑环电线组的云台pcb保护管，所述的云台pcb保护管通过螺栓固定于云台板上。

相比对现有技术，本发明装置的有益效果是：

1、实现了机器人底盘在全向移动中云台的360度旋转而不发生电线缠绕，由此实现了对机器人底盘云台自由度的提高。

2、本装置结构简单可靠，简化了控制部分，实现方式简洁，便于推广。

3、本装置所以用的零件均为市面上常见零件，便于采购。

附图说明

图1：本装置整体结构示意图。

图2：本装置正视图。

图3：本装置俯视图。

图4：本装置侧视图。

图5：底盘部分俯视图。

图6：麦克纳姆轮套件俯视图。

图7：麦克纳姆轮套件整体结构示意图。

图8：麦克纳姆轮套件侧视图。

图9：框架部分整体结构示意图。

图10：云台部分正视图。

图11：导电滑环示意图。

其中，1-第一麦克纳姆轮套件；2-云台部分；3-第一导电滑环电线组；4-框架部分；5-导电滑环；6-导电滑环支撑件；7-第二导电滑环电线组；8-第二麦克纳姆轮套件；9-底板；10-第三麦克纳姆轮套件；11-电机；12-轴支座；13-螺栓；14-联轴器；15-卡簧；16-轴承；17-法兰；18-麦克纳姆轮；19-云台电机；20-云台电机支撑；21-云台中间支撑；22-云台板；23-云台支座；24-轴支座；25-止推轴承；26-云台pcb保护管；27-第四麦克纳姆轮套件。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明。

如图1至图5所示，一种基于导电滑环的360度旋转云台机器人底盘，包括底盘部分、设置在所述包括底盘部分中部的框架部分4和云台部分2，所述底盘部分包括底板9、设置在所述底板9边缘的四个麦克纳姆轮套件：分别是；第一麦克纳姆轮套件1、第二麦克纳姆轮套件8、第三麦克纳姆轮套件10、第四麦克纳姆轮套件27，所述框架部分上固定设置有导电滑环5，所述导电滑环5通过线路分别连接各麦克纳姆轮套件和云台部分2。

如图6至图8所示，所述的麦克纳姆轮套件包括电机11、轴支座12、螺栓13、联轴器14、卡簧15、轴承16、法兰17、麦克纳姆轮18，所述电机11通过螺栓13紧固在轴支座12上，所述轴支座12通过螺栓固定在所述底板9上，所述联轴器14一端连接电机11输出轴，另外一端连接法兰17，所述轴承16的内圈与法兰17的轴端过盈配合，外圈与轴支座12上的轴承孔过盈配合，所述卡簧15设置在所述法兰17的轴端起到限位作用，所述麦克纳姆轮18通过螺栓连接于法兰17上，由此实现了电机轴扭矩传至麦克纳姆轮的传递过程。

如图9所示，所述的导电滑环5通过螺栓固定于导电滑环支撑件6上，所述导电滑环支撑件6通过螺栓固定于框架4上，所述导电滑环5通过第一导电滑环电线组3与各麦克纳姆轮套件电路连接，通过第二导电滑环电线组7与云台部分电路连接，所述第一导电滑环电线组3和第二导电滑环电线组7可以各自360度旋转而不会缠绕。

如图10所示，所述的云台部分包括云台电机19、云台电机支撑20、云台中间支撑21、云台板22、云台支座23、轴支座24、止推轴承25、云台pcb保护管26，所述云台电机19通过螺栓固定于云台电机支撑20底部，所述云台中间支撑21通过螺栓固定在所述云台电机支撑20顶面，所述云台板22通过轴支座24转动设置在所述云台中间支撑21顶部，所述止推轴承25通过螺栓分别夹紧设置于云台板22和云台中间支撑21之间、云台中间支撑21和轴支座24之间，所述云台电机19的输出轴与轴支座24固定连接。所述的云台支座23通过螺栓固定于云台板22上。云台支座23的作用在于提供一个安装其他外部设备的功能，本装置的使用者可以将自己所需用到的外部设备装载于云台支座23上。所述的云台pcb保护管26通过螺栓固定于云台板22上。用于保护第二导电滑环电线组7。

本装置中底盘部分通过麦克纳姆轮套件实现底盘部分的全向移动，在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面,所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮18结构紧凑、运动灵活，是很成功的一种全方位轮。由四个麦克纳姆轮18组合，可以使机构实现全方位移动功能。

在导电滑环5中，第一导电滑环电线组3与底盘部分连接，第二导电滑环电线组7与云台部分2连接。导电滑环5属于电接触滑动连接应用范畴，它又称集电环、或称旋转关节、旋转电气接口、滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器，是实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所。也就是说，第一导电滑环电线组3和第二导电滑环电线组7可以分别绕导电滑环5轴线各自进行360度旋转而不会有电线组缠绕的情况发生。于是当第一导电滑环电线组3连接底盘部分，同时第二导电滑环电线组7连接云台部分2时，可以实现只用一个控制单元通过线路同时控制底盘部分的全向移动和云台部分2的360度旋转，并且电线不会缠绕，因此在底盘全向移动的过程中，云台部分2的自由度很大。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本装置的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本装置的保护范围之内。