专利名称：一种原地转向的轮式机器人底座机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于机器人上应用的底座，更特别地说，是指一种原地转向的轮式机器人底座机构。
背景技术：
常用的轮式机器人转向机构主要有五种艾克曼转向、差速转向、轴-关节式转向、全轮转向及车体-关节式转向。艾克曼转向是最典型的方法，它通过后轮驱动，前轮从动并转向，在两个转向轮之间通过艾克曼联接使前轮实现同步偏转，与汽车等车辆转向原理类似。差速转向的两侧车轮独立驱动，通过改变两侧车轮速度实现不同半径的转向。 轴-关节式转向是通过连接两侧轮子的轴的转动实现转向，与艾克曼转向不同，轮子本身并不绕着纵向轴旋转。全轮转向方式中，每个轮子均由一个独立的转向电机驱动，可实现任意一个轮子的360度全方位转向。车体-关节式转向大多由两段车体组成，两段车体之间通过旋转轴连接，每段车体两侧均有方向固定的轮子，借助于某段车体相对于另一段车体的旋转实现转向。上述五种转向方式各其特点艾克曼转向最为简单，易于实现，但转向半径较大； 差速转向可实现较小的转向半径，但任何时刻均有两个电机在同时工作，功耗较大，且用其驱动车体移动时对两个电机运动的同步性要求较高；轴-关节式转向需要轮轴带动两个轮子大范围的运动，功耗较大，此外对车体外形也有一定限制，以避免轮子与车体发生干涉； 全轮转向最为灵活，但每个轮子都需要一个转向电机驱动转向，成本和复杂性较其它方式都高；车体-关节式转向特点与轴-关节式转向相似，不同之处在于整段车体都需要转动， 一般用在有特殊要求的工作环境中。
发明内容
本发明的目的是针对现有轮式机器人平台存在的问题，提供一种控制简单、功耗和成本低、可实现零半径原地360度转向的轮式机器人底座机构。该底座机构通过分别单独控制两个电机正反转，在同步带、带轮、转接件之间的协作下，可实现轮式机器人的转向和移动。本发明的一种原地转向的轮式机器人底座机构，该底座机构包括有机架组件(1)、 轮系组件、转向和移动组件C3)三个部分；机架组件(1)包括有A转接件(11)、B转接件(U)、C转接件(n)、D转接件(14)、 转向轴(15)和四边形机架(16)；四边形机架(16)的中部设有中横梁(165)，该中横梁(165)上设有中心通孔 (165a)和电机轴过孔(165b)；所述中心通孔(165a)内安装有E角接触轴承(152)，该E角接触轴承(15 套接在转向轴(1 上；所述电机轴过孔(165b)用于第一步进电机(34)的电机轴穿过，而第一步进电机(34)的机壳则固定安装在中横梁(16 上；四边形机架(16)的四个角上设有A通孔(161)、B通孔(162)、C通孔(163)和D通孔(164)；其中所述A通孔(161)内安装有C转接件(13)的C角接触轴承(132)，该C角接触轴承(132)套接在C转轴(131)上；所述B通孔(162)内安装有A转接件(11)的A角接触轴承(112)，该A角接触轴承(112)套接在A转轴(111)上；所述C通孔(163)内安装有B转接件(12)的B角接触轴承(122)，该B角接触轴承(122)套接在B转轴(121)上；所述D通孔(164)内安装有D转接件(14)的D角接触轴承(142)，该D角接触轴承(142)套接在D转轴(141)上；A转接件(11)由A转轴(111)、A角接触轴承(112)和A螺母(113)组成，A角接触轴承(112)与A转轴(111)的一端套接，A转轴(111)的另一端通过A螺母(113)实现与A万向轮Qla)的轮架的固定连接；B转接件(12)由B转轴(121)、B角接触轴承(122)和B螺母(123)组成，B角接触轴承(122)与B转轴(121)的一端套接，B转轴(121)的另一端通过B螺母(123)实现与B万向轮0 )的轮架02)的固定连接；C转接件(13)由C转轴(131)、C角接触轴承(132)和C螺母(133)组成，C角接触轴承(132)与C转轴(131)套接，C转轴(131)的另一端通过C螺母(133)实现与A定向轮Ola)的轮架的固定连接，C转轴(131)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的G带轮(47)；D转接件(14)由D转轴(141)、D角接触轴承(142)和D螺母(143)组成，D角接触轴承(142)与D转轴(141)套接，D转轴(141)的另一端通过D螺母(143)实现与B定向轮0 )的轮架04)的固定连接，D转轴(141)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的H带轮(48)；轮系组件包括有A万向轮(21a)、B万向轮(2h)、A定向轮(23a)、B定向轮(24a) 和动力定向轮(25) ；A万向轮(21a)与A转接件(11)连接，B万向轮(22a)与B转接件(12) 连接，A定向轮(23a)与C转接件(13)连接，B定向轮(Ma)与D转接件(14)连接；所述动力定向轮05)由U形轮架051)、动力转轴052)、轮子Q53)、A滚珠轴承 (254)和B滚珠轴承(25 组成，轮子(25 安装在动力转轴(25 上，动力转轴052)的一端套接有A滚珠轴承OM)，动力转轴052)的另一端套接有B滚珠轴承055)，该A滚珠轴承(254)安装在U形轮架051)的一支臂的通孔内，该B滚珠轴承(255)安装在U形轮架051)的另一支臂的通孔内；转向和移动组件C3)包括有安装板(37)、电机支撑架(38)、第一步进电机(34)、第二步进电机(35)、A转向同步带(31)、B转向同步带(32)、C转向同步带(33)、移动同步带 (36)、A带轮(41)、B带轮(4幻、(带轮(4!3)、D带轮(44)、E带轮(^)、F带轮(46)、G带轮 (47)和 H 带轮(48)；安装板(37)上设有平板(371)和套筒(372)，平板(371)用于安装电机支撑架 (38)，套筒(372)内套接有转向轴(15)的上端；第一步进电机(34)的输出轴上连接有A带轮；第二步进电机(35)的输出轴上连接有F带轮06)；
A带轮Gl)与B带轮02)之间套接有A转向同步带(31)；C带轮03)与F带轮06)之间套接有移动同步带(36)；D带轮04)与H带轮08)之间套接有C转向同步带(33)；E带轮05)与G带轮07)之间套接有B转向同步带(32)；E带轮05)、D带轮04)和B带轮02)从上至下安装在转向轴(15)上。本发明的原地转向的轮式机器人底座机构，其四边形机架(16)底部设置的A定 向轮(23a)、B定向轮(Ma)、A万向轮(21a)、B万向轮(22a)，A定向轮(23a)与B定向轮 (24a)为对角布局，A万向轮Qla)与B万向轮为对角布局。本发明的原地转向的轮式机器人底座机构，其动力定向轮0 设置在四边形机 架(16)底部的横向中心线和纵向中心线的交点处。本发明原地转向的轮式机器人底座机构的优点在于①底座机构的转向由第一步进电机单独驱动完成，底座机构的移动由第二步进电 机单独驱动完成，本底座机构只用两个电机既可实现转向和移动功能，又可使两种运动完 全解耦，控制非常简单。②本发明设计的底座机构完成一种动作只需要一个电机工作，功耗低。③本发明设计的底座机构可实现原地零半径360度转向，运动轨迹可精确控制， 有效减少了工作空间的死角。④本发明设计的底座机构中传动零部件为带轮、同步带，均为标准件，对运动同步 性和加工装配精度无特殊要求，成本低。
图1是本发明轮式机器人底座机构的结构图。图IA是本发明轮式机器人底座机构的另一视角结构图。图2是本发明中机架组件的结构图。图2A是本发明中机架组件的分解图。图3是本发明中转向和移动组件的结构图。图3A是本发明中转向和移动组件与动力定向轮的装配图。图;3B是本发明电机支撑架的结构图。图3C是本发明动力定向轮的分解图。图4是本发明轮系组件在转向和平移时的示意图。图中 1 机架组件 11.A转接件111.A转轴112.A角 接触轴承113. A螺母 12. B转接件 121. B转轴122. B角接触轴承123. B螺母 13. C转接件 131. C转轴132. C角接触轴承133. C螺母 14. D转接件 141. D转轴142. D角接触轴承143. D螺母15 转向轴152. E角接触轴承 16.四边形机架161. A 通孔 162. B 通孔 163. C 通孔164. D 通孔165.
中横梁
165a.中心通孔 165b.电机轴过孔21a.A万向轮 21. A 万向轮轮架22a. B万向轮22. B万向轮轮架^a. A定向轮 23. A定向轮轮架24a. B定向轮 24. B定向轮轮架25.动カ定向轮 251. U形轮架252.动カ转轴 253.轮子 254. A滚珠轴承255. B滚珠轴承 3.转向和移动组件31. A转向同步带32. B转向同步带33. C转向同步带 34.第一步进电机35.第二步进电机36.移动同步带 37.安装板 371.平板372.套筒38.电机支撑架41. A带轮42. B带轮 43. C带轮44. D带轮45. E带轮46. F带轮47. G带轮 48. H带轮
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进ー步的详细说明。參见图1、图IA所示，本发明的一种原地转向的轮式机器人底座机构，该底座机构 包括有机架组件1、轮系组件、转向和移动组件3三个部分，轮系组件安装在机架组件1的下 方，机器人载体安装在机架组件1的上方。转向和移动组件3置于机器人载体内部。(一)机架组件1參见图2、图2A所示，机架组件1包括有A转接件11、B转接件12、C转接件13、D 转接件14、转向轴15和四边形机架16。四边形机架16的中部设有中横梁165，该中横梁165上设有中心通孔16 和电机 轴过孔16 ；所述中心通孔16 内安装有E角接触轴承152，该E角接触轴承152套接在 转向轴15上；所述电机轴过孔16 用于第一步进电机34的电机轴穿过，而第一步进电机 34的机壳则固定安装在中横梁165上；四边形机架16的四个角上设有A通孔161、B通孔162、C通孔163和D通孔164 ；
其中所述A通孔161内安装有C转接件13的C角接触轴承132，该C角接触轴承132 套接在C转轴131上；所述B通孔162内安装有A转接件11的A角接触轴承112，该A角接触轴承112 套接在A转轴111上；所述C通孔163内安装有B转接件12的B角接触轴承122，该B角接触轴承122 套接在B转轴121上；所述D通孔164内安装有D转接件14的D角接触轴承142，该D角接触轴承142 套接在D转轴141上。
A转接件11由A转轴111、A角接触轴承112和A螺母113组成，A角接触轴承112 安装在四边形机架16的B通孔162内，且A角接触轴承112与A转轴111的一端套接，A转轴111的另一端通过A螺母113实现与A万向轮21a的轮架21固定连接。B转接件12由B转轴121、B角接触轴承122和B螺母123组成，B角接触轴承122 安装在四边形机架16的C通孔163内，且B角接触轴承112与B转轴121的一端套接，B转轴121的另一端通过B螺母123实现与B万向轮22a的轮架22固定连接。C转接件13由C转轴131、C角接触轴承132和C螺母133组成，C角接触轴承132 安装在四边形机架16的A通孔161内，且C角接触轴承132与C转轴131套接，C转轴131 的另一端通过C螺母133实现与A定向轮21a的轮架21固定连接，C转轴131的一端上套接有转向和移动组件3中的G带轮47。D转接件14由D转轴141、D角接触轴承142和D螺母143组成，D角接触轴承142 安装在四边形机架16的D通孔164内，且D角接触轴承142与D转轴141套接，D转轴141 的另一端通过D螺母143实现与B定向轮Ma的轮架M固定连接，D转轴141的一端上套接有转向和移动组件3中的H带轮48。在本发明中，转向轴15的上端安装在安装板37的套筒372内，转向轴15的下端安装在U形轮架251上，转向轴15从上至下套接有E带轮45、D带轮44、E角接触轴承152 和B带轮42。转向轴15上套接E角接触轴承152，且E角接触轴承152安装在四边形机架 16的中横梁165上；在第一步进电机34的转向驱动下，转向轴15在A转向同步带31的传递下而转动，转向轴15转动的一方面使得B转向同步带32、C转向同步带33保持同步转动，带轮与转接件中的转轴的固定连接，在转轴转动的条件下，实现定向轮的转向运动；转向轴15转动的另一方面使其与U形轮架251的固定连接，在带动U形轮架251转过一个角度(即转向角β)后，轮子253也跟随转过相同角度，从而实现了底座转向。在本发明中，采用角接触轴承与转轴构成的转接件来实现机架不动，而使安装在机架上方的载体随轮系组件而运动，保证了机器人载体在底座机构上的平稳性。( 二)轮系组件参见图1、图1Α、图3C所示，轮系组件包括有A万向轮21a、B万向轮22a、A定向轮 23a、B定向轮2 和动力定向轮25 ；参见图3C所示，所述动力定向轮25由U形轮架251、动力转轴252、轮子253、A滚珠轴承2M和B滚珠轴承255构成，轮子253安装在动力转轴252上，动力转轴252上还安装有转向和移动组件3中的C带轮43，动力转轴252的两端分别套接有A滚珠轴承2M和 B滚珠轴承255，该A滚珠轴承2M安装在U形轮架251的一支臂的通孔内，该B滚珠轴承 255安装在U形轮架251的另一支臂的通孔内。A万向轮21a通过其轮架21 (即A万向轮轮架21)与A转接件11中的A转轴111 通过A螺母113固定安装。换而言之，A万向轮21a与A转接件11连接。B万向轮2 通过其轮架22 (即B万向轮轮架22)与B转接件12中的B转轴121 通过B螺母123固定安装。换而言之，B万向轮22a与B转接件12连接。A定向轮23a通过其轮架23 (即A定向轮轮架23)与C转接件13中的C转轴131 通过C螺母133固定安装。换而言之，A定向轮23a与C转接件13连接。B定向轮2 通过其轮架24(即B定向轮轮架24)与D转接件14中的D转轴141通过D螺母143固定安装。换而言之，B定向轮2 与D转接件14连接。参见图4所示，底座机构移动时的轨迹如AC线和BD线，AC线上设置A万向轮21a 和B定向轮Ma，BD线上设置A定向轮23a和B万向轮22a。底座机构横向中心线和纵向中心线的交点(即转向轴15的中心轴线过该交点)处设置动力定向轮25。本发明在四边形机架16底部设置两个定向轮(A定向轮23a、B定向轮Ma)和两个万向轮(A万向轮21a、B万向轮22a)，并且两个定向轮和两个万向轮采用对角布局方式， 采用对角布局不同结构的轮子有利于在第一步进电机34的转向驱动下，只需带动一个对角的轮子转过一定角度，另一对角的轮子跟随，便实现了底座的转向。本发明在四边形机架16底部中心(横向中心线和纵向中心线的交点)设置动力定向轮25，并在动力定向轮25的动力转轴252上套接C带轮43，C带轮43上套接有移动同步带36，在第二步进电机35的驱动下，移动同步带36传递这移动驱动力，从而使动力定向轮25在完成转向后再进行移动。在本发明中，A万向轮21a、B万向轮22a、A定向轮23a、B定向轮2 和C定向轮 2 为外部购入产品。定向轮和万向轮可以选用广东省佛山市诚博脚轮有限公司生产产品， 如2-4646-925型号的定向轮和万向轮。(三)转向和移动组件3参见图3、图3A所示，转向和移动组件3包括有一个安装板37、一个电机支撑架 38、两个步进电机、四条同步带和八个带轮。参见图;3B所示，安装板37上设有平板371和套筒372，平板371用于安装电机支撑架38，套筒372内套接有转向轴15的上端。两个步进电机是指第一步进电机34和第二步进电机35 ；第一步进电机34用于实现底座的转向驱动，第二步进电机35用于实现底座的移动驱动。第二步进电机35的机壳固定在电机支撑架38上，电机支撑架38安装在安装板37上。四条同步带是指A转向同步带31、B转向同步带32、C转向同步带33、移动同步带 36。八个带轮是指A带轮41、B带轮42、C带轮43、D带轮44、E带轮45、F带轮46、G 带轮47和H带轮48。第一步进电机34的输出轴上连接有A带轮41。第二步进电机35的输出轴上连接有F带轮46。A带轮41与B带轮42之间套接有A转向同步带31。C带轮43与F带轮46之间套接有移动同步带36。D带轮44与H带轮48之间套接有C转向同步带33。E带轮45与G带轮47之间套接有B转向同步带32。E带轮45、D带轮44和B带轮42从上至下安装在转向轴15上。在本发明中，第一步进电机34和第二步进电机35输出功率相同。选用江苏常州荣世电器有限公司生产的42BYGH4604两相6线12V步进电机。参见图4所示，本发明的一种可原地转向的轮式机器人底座机构的运动关系为(a)在第一步进电机34的转向驱动下，A带轮41旋转，致使通过A转向同步带31 带动B带轮42旋转；
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(b)B带轮42、D带轮44和E带轮45固连在转向轴15上，转向轴15的上端与安装板37固定连接，转向轴15的下端与动力轮支架251固定连接；因此，在A转向同步带31 带动下，安装板37、动力轮支架251、B带轮42、D带轮44和E带轮45作同向运动，且转向角度相同；A转向同步带31带动转向轴15转过的角度记为转向角β ；(c) D带轮44旋转，致使通过B转向同步带32带动G带轮47旋转；G带轮47的旋转带动A定向轮23a的轮架23产生转向，其A定向轮23a转过的角度等于β ；(d) E带轮45旋转，致使通过C转向同步带33带动H带轮48旋转；H带轮48的旋转带动B定向轮Ma的轮架M产生转向，其B定向轮2 转过的角度等于β ；(e)转向轴15的旋转带动动力轮支架251和安装板37产生转向；(f)在步骤(C)、步骤(d)和步骤(e)的转向达到所需角度后，启动第二步进电机 35进入移动驱动；(g)在第二步进电机35的移动驱动下，F带轮46旋转，致使通过移动同步带36带动C带轮43旋转；C带轮43的旋转带动动力定向轮25的动力转轴252转动，进而实现轮子253移动。(h)在第二步进电机35与移动同步带36的协作下，轮系组件中的A万向轮21a、 B万向轮2 随A定向轮23a、B定向轮2 保持同向移动。在本发明中，第一步进电机34电机转轴的转动传递到转向轴15之后，通过C转向同步带33和B转向同步带32分别传递到H带轮48和G带轮47上，带动B定向轮支架M 和A定向轮支架23转过相同的角度，避免四边形机架16因第一步进电机34产生的相对扭矩发生转动。在第一步进电机34、A转向同步带31、B转向同步带32、C转向同步带33的协同动作下改变了四边形机架16的运动方向。第二步进电机35固定在电机支撑架38上，电机支撑架38与转向轴15固连，第二步进电机35输出轴上固定有F带轮46，转向轴15为管状结构，内孔为通孔；移动轴2M与轮子25a固连，移动轴上固定有C带轮43。穿过转向轴 15内孔的移动同步带36 —端连接在F带轮46上，另一端连接在C带轮43上，在第二步进电机35的转动驱动下将电机的转动传动到动力转轴252上，动力转轴252的运动致使轮子 253前后移动，从而使轮式机器人底座产生前后移动，两个定向轮和两个万向轮产生从动， 保证了底座的平稳移动。虽然本发明已依据较佳实施例在上文加以说明，但并不代表本发明只局限于上述的结构。例如，可采用链条、钢丝绳等方式取代同步带传递运动；可采用动力轮保持不变，四周有一个定向轮和两个万向轮，均勻分布在以动力轮位置为圆心的圆周上的结构，只要保持机架移动平稳，并且转向时机架不产生转动即可。
权利要求
1. 一种原地转向的轮式机器人底座机构，其特征在于该底座机构包括有机架组件 (1)、轮系组件、转向和移动组件C3)三个部分；机架组件⑴包括有A转接件(11)、B转接件(1 、C转接件(1 、D转接件(14)、转向轴(15)和四边形机架(16)；四边形机架(16)的中部设有中横梁(165)，该中横梁(16 上设有中心通孔(165a)和电机轴过孔(165b)；所述中心通孔(165a)内安装有E角接触轴承(152)，该E角接触轴承 (152)套接在转向轴(1 上；所述电机轴过孔(165b)用于第一步进电机(34)的电机轴穿过，而第一步进电机(34)的机壳则固定安装在中横梁(16 上；四边形机架(16)的四个角上设有A通孔(161)、B通孔(162)、C通孔(163)和D通孔 (164)；其中所述A通孔(161)内安装有C转接件(13)的C角接触轴承(132)，该C角接触轴承 (132)套接在C转轴(131)上；所述B通孔(162)内安装有A转接件(11)的A角接触轴承(112)，该A角接触轴承 (112)套接在A转轴(111)上；所述C通孔(163)内安装有B转接件(1 的B角接触轴承(122)，该B角接触轴承 (122)套接在B转轴(121)上；所述D通孔(164)内安装有D转接件(14)的D角接触轴承(142)，该D角接触轴承 (142)套接在D转轴(141)上；A转接件(11)由A转轴(111)、A角接触轴承(112)和A螺母(113)组成，A角接触轴承(112)与A转轴(111)的一端套接，A转轴(111)的另一端通过A螺母(113)实现与A万向轮(21a)的轮架的固定连接；B转接件(12)由B转轴(121)、B角接触轴承(122)和B螺母(123)组成，B角接触轴承(122)与B转轴(121)的一端套接，B转轴(121)的另一端通过B螺母(123)实现与B万向轮0 )的轮架02)的固定连接；C转接件(13)由C转轴(131)、C角接触轴承(132)和C螺母(133)组成，C角接触轴承(132)与C转轴(131)套接，C转轴(131)的另一端通过C螺母(133)实现与A定向轮 (21a)的轮架的固定连接，C转轴(131)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的G 带轮(47)；D转接件(14)由D转轴(141)、D角接触轴承(142)和D螺母(143)组成，D角接触轴承(142)与D转轴(141)套接，D转轴(141)的另一端通过D螺母(143)实现与B定向轮 (24a)的轮架04)的固定连接，D转轴(141)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的H 带轮(48)；轮系组件包括有A万向轮(21a)、B万向轮(22a)、A定向轮(23a)、B定向轮(Ma)和动力定向轮05) ；A万向轮(21a)与A转接件(11)连接，B万向轮0 )与B转接件(12) 连接，A定向轮(23a)与C转接件(13)连接，B定向轮(Ma)与D转接件(14)连接；所述动力定向轮0 由U形轮架(251)、动力转轴(25 、轮子(25 4滚珠轴承(254) 和B滚珠轴承(25 组成，轮子(25 安装在动力转轴(25 上，动力转轴052)的一端套接有A滚珠轴承0M)，动力转轴052)的另一端套接有B滚珠轴承055)，该A滚珠轴承(254)安装在U形轮架051)的一支臂的通孔内，该B滚珠轴承(255)安装在U形轮架(251)的另一支臂的通孔内；转向和移动组件C3)包括有安装板(37)、电机支撑架(38)、第一步进电机(34)、第二步进电机(35)、A转向同步带(31)、B转向同步带(32)、C转向同步带(33)、移动同步带(36)、 A带轮(41)、B带轮(42)、C带轮(43)、D带轮(44)、E带轮(45)、F带轮(46)、G带轮(47) 和H带轮(48)；安装板(37)上设有平板(371)和套筒(372)，平板(371)用于安装电机支撑架(38)， 套筒(372)内套接有转向轴(1 的上端；第一步进电机(34)的输出轴上连接有A带轮；第二步进电机(3 的输出轴上连接有F带轮06)；A带轮Gl)与B带轮02)之间套接有A转向同步带(31)；C带轮G3)与F带轮06)之间套接有移动同步带(36)；D带轮04)与H带轮08)之间套接有C转向同步带(33)；E带轮05)与G带轮07)之间套接有B转向同步带(32)；E带轮05)、D带轮04)和B带轮02)从上至下安装在转向轴(15)上。
2.根据权利要求1所述的原地转向的轮式机器人底座机构，其特征在于四边形机架 (16)底部设置的A定向轮(23a)、B定向轮(Ma)、A万向轮(21a)、B万向轮(2 ), A定向轮与B定向轮为对角布局，A万向轮Qla)与B万向轮为对角布局。
3.根据权利要求1所述的原地转向的轮式机器人底座机构，其特征在于动力定向轮 (25)设置在四边形机架(16)底部的横向中心线和纵向中心线的交点处。
4.根据权利要求1所述的原地转向的轮式机器人底座机构，其特征在于该底座机构的运动关系为(a)在第一步进电机(34)的转向驱动下，A带轮旋转，致使通过A转向同步带(31) 带动B带轮0 旋转；(b)在A转向同步带(31)带动下，安装板(37)、动力轮支架Q51)、B带轮02)、D带轮 (44)和E带轮(45)作同向运动；(C)D带轮04)旋转，致使通过B转向同步带(3 带动G带轮07)旋转； G带轮G7)的旋转带动A定向轮(23a)产生转向；(d)E带轮0 旋转，致使通过C转向同步带(3 带动H带轮08)旋转；H带轮08) 的旋转带动B定向轮(Ma)产生转向；(e)转向轴(1 的旋转带动动力轮支架051)和安装板37产生转向；(f)在步骤(C)、步骤⑷和步骤(e)的转向完成后，启动第二步进电机(35)；(g)在第二步进电机(3 的移动驱动下，F带轮06)旋转，致使通过移动同步带(36) 带动C带轮旋转；C带轮的旋转带动动力定向轮0 的动力转轴(25 转动， 进而实现轮子(253)移动；(h)在第二步进电机(35)与移动同步带(36)的协作下，A万向轮(21a)、B万向轮(22a) 随A定向轮03a)、B定向轮(Ma)保持同向移动。
全文摘要
本发明公开了一种原地转向的轮式机器人底座机构，该底座机构包括有机架组件、轮系组件、转向和移动组件三个部分，轮系组件安装在机架组件的下方，转向和移动组件用于驱动轮系组件的转向和平移。当载体安装在机架上时，轮系组件的运动由转接件来传递，转接件的驱动力由转向和移动组件中的两个电机、四个同步带以及八个带轮协作实现，因此保证了机架的平稳转向和移动。本发明底座机构的转向由第一步进电机单独驱动完成，底座机构的移动由第二步进电机单独驱动完成，本底座机构只用两个电机既可实现转向和移动功能，又可使两种运动完全解耦，控制简单。
文档编号G05D1/02GK102346482SQ20111013920
公开日2012年2月8日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者刘军传 申请人:北京英传奇科技有限公司