一种能自适应地面的麦克纳姆轮小车的悬挂结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆工程领域，特别是一种能自适应地面的麦克纳姆轮小车的悬挂结构。
【背景技术】
[0002]麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)，又称“全向轮”，是一种全方位移动车轮，1973年由瑞士人BengtL1n发明，所以也叫L1n轮。麦克纳姆轮的特点是在传统车轮的基础上，在轮缘上与轴线倾斜安装(45度居多)若干可以自由旋转的小滚子，这样在车轮滚动时，小滚子就会产生测向运动。通过麦克纳姆轮的组合使用和控制，可以使车体产生运动平面内的任意方向移动和转动。
[0003]现有的麦克纳姆轮小车，为保证小车整体运行的稳定性，其框架结构的单件或小量制造成本高、周期较长；在小车上需要安装或拆卸扩展功能模块时，一般直接通过螺钉或其他固定件将模块固定在小车的负载平台上，不利于小车负载平台长期频繁重复安装、拆卸扩展装备使用，且操作起来需要使用专业工具，较麻烦。
【发明内容】
[0004]针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种能自适应地面的麦克纳姆轮小车的悬挂结构。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种能自适应地面的麦克纳姆轮小车的悬挂结构，包括车架和麦克纳姆轮；所述车架上设有悬挂机构，沿车架的长度方向设有主轴，所述主轴设于所述车架的中心位置；
[0007]所述悬挂装置包括主轴、水平连杆、竖直连杆、纵向连杆、长螺母和球关节轴承；
[0008]两所述水平连杆分别设置在与所述主轴两侧，且均与所述主轴平行；所述水平连杆两端分别与球关节轴承滑动连接，相应的球关节轴承固定在两个车轮架；所述水平连杆两端通过球关节轴承设置在两个车轮架之间；所述水平连杆的中心位置设有能绕其轴线转动的球关节轴承，所述竖直连杆垂直设置在所述水平连杆的中心位置，其一端通过球关节轴承设置在所述负载架的上框架，另一端设有球关节轴承，且通过连接转轴与所述水平连杆中心位置的球关节轴承连接，所述连接转轴的转动方向与所述水平连杆的轴线方向垂直；所述纵向连杆的中心轴线在平行于地面的平面上垂直与所述主轴的中心轴线，纵向连杆穿过并固定于所述主轴的后两端分别通过螺纹与长螺母的一端固定，长螺母的另一端通过螺纹与球关节轴承螺纹轴的一端固定，所述球关节轴承螺纹轴的另一端固定在该侧水平连杆中心位置的球关节轴承。
[0009]所述车架由负载架和车轮架组成，所述负载架和车轮架都是由型材、封板和螺丝固定而成的框架式结构，所述型材的中心设有固定通孔，且沿所述固定通孔的四周呈发射状设有多个向外开放的槽体，所述型材分为横向型材、纵向型材和竖直型材，所述封板分为固定封板和安装封板；
[0010]所述负载架包括上框架和侧框架，所述上框架包括两根横向型材和两根纵向型材，横向型材和纵向型材依次首尾相接成一个四边形结构，所述侧框架包括两根纵向型材和两根竖直型材，其中，侧框架的两根纵向型材中，其中一根是上框架的纵向型材，两根纵向型材通过竖直型材相互连接，使得横向型材的端面裸露在所述负载架的侧平面，所述固定封板设置在所述所述负载架的侧平面，所述螺丝穿过所述固定封板后与所述横向型材裸露端面的固定通孔固定，所述纵向型材和竖直型材分别通过螺丝固定在所述固定封板；
[0011]所述车轮架包括上框架、下框架和竖直型材，所述上框架包括两根横向型材和两根纵向型材，横向型材和纵向型材依次首尾相接成一个四边形结构，所述下框架包括两根横向型材和两根纵向型材，横向型材和纵向型材依次首尾相接成一个四边形结构，上框架和下框架之间通过四根竖直型材连接，使得横向型材的端面裸露在所述车轮架的侧平面上，所述固定封板设置在所述车轮架的侧平面，所述螺丝穿过所述固定封板后与所述横向型材裸露端面的固定通孔固定，所述纵向型材和竖直型材分别通过螺丝固定在所述固定封板，所述麦克纳姆轮分别设置在所述车轮架的两侧固定封板的外侧；
[0012]所述横向型材、纵向型材和竖直型材两两垂直相接的位置，分别通过角件、螺丝和螺母相固定，所述角件由相互垂直的两块板件组成，且板件上都设有供螺丝伸入的安装通孔，安装时，两个板件的外侧面分别与相互垂直的型材侧面接触；
[0013]所述螺丝的大端设于所述型材的槽体内，其小端穿过板件的安装通孔后由螺母固定；或者所述螺母设于所述型材的槽体内，螺丝的小端穿过板件的安装通孔后与槽体内的螺母固定；
[0014]以小车所处的平坦地面为水平基准面，所述负载架中的竖直型材长度大于所述车轮架中的竖直型材，两车轮架套装在所述负载架的内框两侧，车轮架长度方向上的轴心线与地面平行，负载架长度方向上的轴心线也平行于地面，且两者的轴心线为相互垂直的关系；所述主轴设置在所述负载架的中心位置，其长度不小于所述负载架中横向型材的长度，所述主轴的两端依次穿过车轮架和负载架的侧面的相应位置设有安装封板，所述主轴通过轴承与所述安装封板连接。
[0015]本发明的有益效果:当地面不平整时，前部车轮架与后部车轮架之间以主轴为圆心发生相对扭转时，而本小车平台中设置了悬挂机构，以中心轴为圆心的倾斜角度只有前轮架与后轮架之间的夹角的一半。这个特点有利于减小行进中颠簸的振幅，对车体上加载的设备、物品等具有一定的保护作用；通过悬挂机构降低了小车平台对地面平整度的要求，四个麦克纳姆轮始终贴合地面，提高了抓地力，所以能源得到高效利用。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
[0017]图2是本发明的小车平台缺少一个麦克纳姆轮的结构示意图；
[0018]图3是本发明的负载架和车轮架的安装结构示意图；
[0019]图4是本发明中型材的一个实施例的结构示意图；
[0020]图5是本发明中型材与型材安装的一个实施例的结构示意图；
[0021]图6是本发明中型材与型材安装的另一个实施例的结构示意图；
[0022]图7是本发明的一个实施例的侧视图；
[0023]图8是图7中A-A方向的剖视图；
[0024]图9是本发明中扩展功能模块的安装示意图；
[0025]图10是本发明中锁舌和固定脚安装的一个实施例的结构示意图；
[0026]图11是本发明中驱动电机和编码器的安装示意图；
[0027]图12是本发明中电机驱动电路的第一个实施例的电路图；
[0028]图13是本发明中电机驱动电路的第二个实施例的电路图；
[0029]图14是本发明中电机驱动电路的第三个实施例的电路图。
[0030]其中:车架1，负载架101，车轮架102，主轴103 ；
[0031]麦克纳姆轮2，负载平面3，梯形凹槽31 ;
[0032]型材4，横向型材41，纵向型材42，竖直型材43，固定通孔401，槽体402 ；
[0033]固定封板51，安装封板52 ；
[0034]螺丝6，上框架7，侧框架8，下框架9，前后防护罩10，左右防护罩11 ；
[0035]水平连杆121，竖直连杆122，纵向连杆123，球关节轴承124，球关节轴