一种爬坡机器人全向轮底盘的制作方法
【专利摘要】一种爬坡机器人全向轮底盘，包括底盘支架(1)，底盘支架（1)上的三个全向轮；其中，三个全向轮中后部的两个后全向轮（2)直接固定在底盘支架上，前部的前全向轮（2a)固定在与底盘支架(1)较接的前支架(4)上，前支架(4)的立杆(4a)与底盘支架（1)上的前立杆（la)通过气缸连接;前全向轮的轴向前穿出，并连接主动锥齿轮（3)，主动锥齿轮（3)与从动锥齿轮（3a)啮合，从动锥齿轮（3a)固定在横向的传动轴（5)上，传动轴(5)的两侧分别连接爬坡圆轮（6)，爬坡圆轮(6)直径小于前全向轮（2a)的直径，传动轴（5)通过轴承固定在前支架（4)上。使用该种全向轮底盘的机器人，其行走灵活，且爬坡能力强。
【专利说明】一种爬坡机器人全向轮底盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型爬坡机器人底盘。
【背景技术】
[0002]全向轮包括轮毂电机和从动轮，轮毂电机的外圆周处均匀开设有3个或3个以上的轮毂齿，每两个轮毂齿之间装设有一从动轮，该从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直。因此，全向轮既能够通过轮毂电机(大轮)进行绕电机轴的轴向转动，又能够通过从动轮(小轮)的转动实现沿轮毂电机的轴进行轴向直线运动。三个全向轮组成的机器人全向轮底盘，通过三个轮毂电机的转速及各自的轴向转动、轴向直线运动的组合，可使机器人在平坦地面行走具有很高的灵活性，即可以不改变车的姿态，在平面内沿任何方向运动。但是由于全向轮与仅仅是由正下方的从动轮与地面形成点接触，较之通常的行走轮轮由整个轮的外圆周与地面形成线接触，全向轮的接触面积减小，与地面的摩擦力小，在爬坡的时候，其路面摩擦力不能克服机器人重力形成的下滑分力，导致其爬坡能力很差。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种爬坡机器人全向轮底盘，使用该种全向轮底盘的机器人，其行走灵活，且爬坡能力强。
[0004]本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是:一种爬坡机器人全向轮底盘，包括底盘支架，底盘支架上的三个全向轮，其特征在于:
[0005]所述的三个全向轮中后部的两个后全向轮直接固定在底盘支架上，前部的前全向轮固定在与底盘支架铰接的前支架上，前支架的立杆与底盘支架上的前立杆通过气缸连接；
[0006]前全向轮的轴向前穿出，并连接主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮固定在横向的传动轴上，传动轴的两侧分别连接爬坡圆轮，爬坡圆轮直径小于前全向轮的直径，传动轴通过轴承固定在前支架上。
[0007]本发明的工作过程和原理是:
[0008]在平地上走行时，气缸收缩，前支架绕前支架与底盘支架之间的铰接点向上旋转直至前支架的立杆与底盘支架上的前立杆并拢，位于前支架前部的两个爬坡圆轮向上抬升离地，前全向轮着地。此时整个机器人通过三个全向轮与地面接触，而爬坡圆轮悬空，与普通的三全向轮机器人相同，通过三个全向轮的轮毂电机不同速度的组合，可以在地面上沿任何方向进行灵活的走动。
[0009]而当机器人需要沿一定倾斜度的坡面上爬时，气缸伸出，前支架绕前支架与底盘支架之间的铰接点向下旋转直至前支架的立杆与底盘支架上的前立杆分开最大角度，位于前支架前部的两个爬坡圆轮向下触及地面并将前全向轮抬升离地。此时整个机器人通过两个后全向轮和前面的两个爬坡圆轮与地面接触，形成四轮触地行走，增加了触地轮的个数，且两个爬坡圆轮通过外圆周与地面形成线接触，接触面积增大，从而使机器人的整个行走触地面积增大，提高了路面摩擦力，能够克服重力形成的下滑力，而使其爬坡能力得到明显提升。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0011]在水平路面行走时，气缸收缩，三个全向轮着地，行走方式与普通全向轮底盘相同，可沿水平路面任何方向移动，其行走灵活；需要爬坡时，则气缸伸出，两个爬坡圆轮与两个后全向轮形成四轮着地，且爬坡圆轮的着地面积大，其摩擦力强，能够克服重力形成的下滑力，其爬坡能力强。
[0012]下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明在平地行走状态的左下角度的立体结构示意图。
[0014]图2为本发明在平地行走状态的仰视结构示意图。
[0015]图3为本发明在爬坡状态的左下角度的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]实施例
[0017]图1-3示出，本发明的一种具体实现方式是，一种爬坡机器人全向轮底盘，包括底盘支架1，底盘支架I上的三个全向轮，其中:
[0018]所述的三个全向轮中后部的两个后全向轮2直接固定在底盘支架上，前部的前全向轮2a固定在与底盘支架I铰接的前支架4上，前支架4的立杆4a与底盘支架I上的前立杆Ia通过气缸7连接；
[0019]前全向轮的轴向前穿出，并连接主动锥齿轮3，主动锥齿轮3与从动锥齿轮3a啮合，从动锥齿轮3a固定在横向的传动轴5上，传动轴5的两侧分别连接爬坡圆轮6，爬坡圆轮6直径小于前全向轮2a的直径，传动轴5通过轴承固定在前支架4上。
[0020]本例的底盘支架I与前支架4的铰接点有两个，位于前支架4的侧部附近，前支架4的立杆4a与底盘支架I上的前立杆Ia均为两个。
【权利要求】
1.一种爬坡机器人全向轮底盘，包括底盘支架(I)，底盘支架(I)上的三个全向轮，其特征在于: 所述的三个全向轮中后部的两个后全向轮(2)直接固定在底盘支架上，前部的前全向轮(2a)固定在与底盘支架(I)铰接的前支架(4)上，前支架(4)的立杆(4a)与底盘支架(I)上的前立杆(Ia)通过气缸(7)连接； 前全向轮的轴向前穿出，并连接主动锥齿轮(3)，主动锥齿轮(3)与从动锥齿轮(3a)啮合，从动锥齿轮(3a)固定在横向的传动轴(5)上，传动轴(5)的两侧分别连接爬坡圆轮(6)，爬坡圆轮(6)直径小于前全向轮(2a)的直径，传动轴(5)通过轴承固定在前支架(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种爬坡机器人全向轮底盘，其特征在于:所述的底盘支架(I)与前支架⑷的铰接点有两个，位于前支架⑷的侧部附近，前支架⑷的立杆(4a)与底盘支架(I)上的前立杆(Ia)均为两个。
【文档编号】B62D61/10GK104210572SQ201410327796
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】李静波, 王克贵, 高宏力, 黄海凤, 赵彬, 郭亮, 孔德松, 杨松, 陈亮 申请人:西南交通大学