全向轮、包括全向轮的机器人移动平台及移动机器人的制作方法

技术特征：

1.一种全向轮，其特征在于，包括：

全向轮轴(8)，用于将所述全向轮进行外部连接；

支架(9)，用于在所述全向轮内部进行刚性支承，连接于所述全向轮轴(8)；

第一轮组(1)，所述第一轮组(1)通过支架(9)连接于所述全向轮轴(8)，包括分别对称设置于所述支架(9)两侧的两个半球形滚轮(101)；

第二轮组(2)，所述第二轮组包括分别对称设置于所述第一轮组(1)的半球形滚轮(101)顶端的两个第二滚轮，且通过所述支架(9)连接于所述全向轮轴(8)；

第三轮组(3)，所述第三轮组包括相对于所述第一轮组(1)对应的第一转轴(4)分别对称设置于所述支架(9)的两侧的两个第三滚轮，且通过所述支架(9)连接于所述全向轮轴(8)；

其中，所述全向轮轴(8)、所述第一转轴(4)及所述第二滚轮对应的第二转轴(5)彼此垂直。

2.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述第一转轴(4)、所述第二转轴(5)和所述第三滚轮对应的第三转轴(6)共面设置。

3.根据权利要求2所述的全向轮，其特征在于，在所述第一转轴(4)、所述第二转轴(5)、所述第三转轴(6)所在的平面上，所述第一轮组(1)、所述第二轮组(2)和所述第三轮组(3)的外轮廓组合形成圆形。

4.根据权利要求2所述的全向轮，其特征在于，所述第一转轴(4)平行于所述第三转轴(6)。

5.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述第二滚轮、所述第三滚轮均为纺锤形，且所述第二滚轮、所述第三滚轮对应的弧度分别与所述半球形滚轮(101)对应的弧度一致。

6.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述第一轮组(1)、所述第二轮组(2)和所述第三轮组(3)分别通过轴承连接于所述支架(9)。

7.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述半球形滚轮(101)、所述第二滚轮和所述第三滚轮的至少其中之一的外表面由橡胶、硅胶或尼龙制成。

8.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述半球形滚轮(101)的顶端形成端面(103)，所述第二滚轮设置于所述端面(103)处。

9.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于，所述半球形滚轮(101)能够绕所述第一转轴(4)转动，所述第二滚轮能够绕所述第二转轴(5)转动，所述第三滚轮能够绕所述第三滚轮对应的第三转轴(6)转动。

10.一种机器人移动平台，其特征在于，包括底盘和设置于所述底盘的至少三个根据权利要求1-9中任一项所述的全向轮。

11.根据权利要求10所述的机器人移动平台，其特征在于，所述全向轮的个数为三个，且三个全向轮均布于所述底盘的底部。

12.根据权利要求10所述的机器人移动平台，其特征在于，每个全向轮分别连接至一台驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述全向轮的全向轮轴(8)，从而带动全向轮进行转动。

13.根据权利要求12所述的机器人移动平台，其特征在于，还包括：

计算模块，用于基于所述机器人移动平台的当前位置和姿态以及目标位置和姿态计算目标运动矢量；

控制模块，用于根据所述目标运动矢量分别控制每台驱动装置进行驱动。

14.根据权利要求13所述的机器人移动平台，其特征在于，通过以下公式计算所述目标运动矢量：

其中，表示所述目标运动矢量，x_t、y_t分别表示所述机器人移动平台的目标位置的水平x坐标和y坐标，θ_t表示所述机器人移动平台的绕竖直方向的目标角度，x₀、y₀分别表示所述机器人移动平台的当前位置的水平x坐标和y坐标，θ₀表示所述机器人移动平台的绕竖直方向的当前角度。

15.根据权利要求13所述的机器人移动平台，其特征在于，所述控制模块根据所述目标运动矢量分别控制每台驱动装置进行驱动时，将所述目标运动矢量转化为每台驱动装置对应的转动速度和转动方向。

16.根据权利要求15所述的机器人移动平台，其特征在于，所述控制模块根据所述目标运动矢量分别控制每台驱动装置进行驱动时，通过所述驱动装置分别驱动两个全向轮相向或相背滚动，根据两个全向轮的滚动速度产生的受力差异控制所述机器人移动平台进行所述两个全向轮对应方向上的水平移动，通过所述驱动装置分别驱动三个全向轮同向滚动进行绕所述机器人移动平台的轴线的转动。

17.一种移动机器人，其特征在于，包括根据权利要求10-16中任一项所述的机器人移动平台。