双引擎全向四驱行进机构的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供双引擎全向四驱行进机构，主要由换向机构和驱动牵引机构两大部分组成，换向机构主要包括换向驱动电机、换向同步带轮、换向同步带、套筒、轴承座、滚动轴承、横传动轴、车轮等构件。换向驱动电机通过换向同步带驱动四个换向同步带轮，通过同步带轮将扭矩传递给套筒，带动套筒转动，套筒转动带动与之连接为一体的轴承座滚动轴承、横传动轴、车轮等一起转动，从而达到在任意时刻小车能够沿着平面内任意方向前进的目的。本发明采用四轴联动的方式进行驱动，大大简化了机构和降低了控制的难度，而且保证了四个轮子行进完全同步，同时使轮子能够在平面内转向任意方向。
【专利说明】双引擎全向四驱行进机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种行走机构，具体地说是机器人行走机构。
【背景技术】
[0002]各类移动机器人(例如月球探测车、探测机器人等)，多采用差速原理来实现转向，故注定其换向是一个渐变的过程，不能快速随意实现大角度换向。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供在复杂地形条件下，机器人能灵活行走的双引擎全向四驱行进机构。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]本发明双引擎全向四驱行进机构，其特征是:包括车板、驱动牵引电机、驱动换向电机、牵引换向单元，所述的牵引换向单元包括竖传动轴、横传动轴、车轮，竖传动轴的上下两端分别安装第四滚动轴承、第二滚动轴承，竖传动轴上位于第四滚动轴承的上方套装有驱动同步带轮，竖传动轴上位于第四滚动轴承和第二滚动轴承之间的位置安装套筒，套筒上分别安装第三滚动轴承和换向同步带轮，第四滚动轴承安装在第一轴承座里，第三滚动轴承安装在第二轴承座里，第二滚动轴承安装在第三轴承座里，第一-第三轴承座均固定在套筒的外壁上，第三轴承座的外部固定有第四轴承座，第四轴承座里设置第一滚动轴承，横传动轴与第一滚动轴承相配合，竖传动轴上位于第二滚动轴承下方的位置安装主动锥齿轮，横传动轴上安装从动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮想啮合，横传动轴的一端连接车轮，牵引换向单元、驱动牵引电机、驱动换向电机安装在车板上，驱动牵引电机、驱动换向电机通过各自对应的同步带分别连接驱动同步带轮、换向同步带轮。
[0006]本发明还可以包括:
[0007]1、所述的车板为四边形，牵引换向单元包括四个，四个牵引换向单元分别安装在车板的四个角，四个牵引换向单元共用一个驱动牵引电机和一个驱动换向电机及其各自对应的同步带。
[0008]本发明的优势在于:本发明完全不同于靠差速行进的小车、安装有全向轮的全向行进小车，或者是通过增加电机或者舵机来实现全向行进的小车。而是采用四轴联动的方式进行驱动，大大简化了机构和降低了控制的难度，而且从理论上保证了四个轮子行进完全同步；采用四轴联动的方式进行换向，大大简化了机构，并保证了四个轮子同时换向，且使轮子能够在平面内转向任意方向。该型全向行进小车具有造价低、机构可靠、控制简单、操作方便、能够在平面内沿着任意方向行进等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的牵引换向单元的结构示意图；
[0010]图2为A-A示意图；[0011]图3为本发明的正视图；
[0012]图4为本发明的俯视图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0014]结合图1?4，整个小车主要包括驱动换向机构和驱动牵引机构两大部分，其主要组成有:车轮I，联轴器2，横传动轴3，主动锥齿轮4，从动锥齿轮5，滚动轴承6，滚动轴承7，换向同步带轮8，滚动轴承9，滚动轴承10，驱动同步带轮11，竖传动轴12，轴承座13，轴承座14，套筒15，轴承座16，轴承座17。
[0015]结合图1，图2，整个驱动牵引机构主要由车轮1，联轴器2，横传动轴3，主动锥齿轮4，从动锥齿轮5，滚动轴承6，滚动轴承7，滚动轴承10，驱动同步带轮11，竖传动轴12，套筒15。驱动牵引电机固定在车板上。驱动牵引电机与竖传动轴12上的驱动同步带轮11通过同步带联接，因此动力可以从驱动牵引电机传递到驱动同步带轮11。竖传动轴12上下分别与滚动轴承7和滚动轴承10联接，因此竖传动轴12可以在轴承内自由转动。驱动同步带轮11过盈装配在竖传动轴12上，因此竖传动轴12可以随着驱动同步带轮11 一起转动。竖传动轴12最下端与主动锥齿轮4联接，因此主动锥齿轮4可以随着竖传动轴12 —起转动。主动锥齿轮4与从动锥齿轮5啮合，因此动力可以从主动锥齿轮4传递到从动锥齿轮
5。从动锥齿轮5联接在横传动轴3上，因此横传动轴3可以随着从动锥齿轮5 —起转动。横传动轴3左右与滚动轴承6联接，因此横传动轴3可以在滚动轴承6内自由转动。横传动轴3与车轮I通过联轴器2联接，因此车轮1、联轴器2可以随着横传动轴3 —起转动。从而整个驱动牵引机构完成小车的行进与后退功能。
[0016]结合图1，图2，整个驱动换向机构主要由车轮1，联轴器2，横传动轴3，主动锥齿轮4，从动锥齿轮5，滚动轴承6，滚动轴承7，换向同步带轮8，滚动轴承9，滚动轴承10，轴承座13，轴承座14，套筒15，轴承座16，轴承座17。换向时，车轮1，联轴器2，横传动轴3，从动锥齿轮5，滚动轴承6，换向同步带轮8，轴承座13，轴承座14，套筒15，轴承座16，轴承座17组成一个整体,滚动轴承10和滚动轴承7分别装在轴承座13和轴承座16内，因此保证了上述可旋转部分能够绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线自由旋转。驱动牵引电机固定在车板上。驱动换向电机与套筒15上的换向同步带轮8通过同步带联接，因此动力可以从驱动换向电机传递到换向同步带轮8。换向同步带轮8过盈装配在套筒15上，因此套筒15可以随着换向同步带轮8绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线一起转动。套筒15上下分别与轴承座13和轴承座16过盈联接，因此当套筒15转动时，轴承座13和轴承座16可以随着套筒15绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线一起转动。轴承座16和轴承座17通过螺钉联接为一体，因此当轴承座16转动时，轴承座17可以随之一起绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线转动。滚动轴承6安装在轴承座17内，因此当轴承座17转动时，滚动轴承6可以随之一起绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线转动。横传动轴3左右与滚动轴承6联接，因此当滚动轴承6转动时，横传动轴3可以随之一起绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线转动。从动锥齿轮5联接在横传动轴3上，主动锥齿轮4与从动锥齿轮5啮合，且主动锥齿轮与滚动轴承10和滚动轴承7的轴线同轴。因此当换向的时候，从动锥齿轮5可以绕着主动锥齿轮4转动。横传动轴3与车轮I通过联轴器2联接，因此当横传动轴3转动时，车轮1、联轴器2可以随之一起绕滚动轴承10和滚动轴承7的轴线转动。通过换向机构使小车具有在平面360°范围内换向的功能。
[0017]该小车驱动换向机构和驱动牵引机构两大部分的运动互不干涉，而又紧密联系。两者协调配合运动便可实现小车在平面内走出任意轨迹。从而使小车具有在平面360°范围内可以沿着任意方向前进的功能。
【权利要求】
1.双引擎全向四驱行进机构，其特征是:包括车板、驱动牵引电机、驱动换向电机、牵引换向单元，所述的牵引换向单元包括竖传动轴、横传动轴、车轮，竖传动轴的上下两端分别安装第四滚动轴承、第二滚动轴承，竖传动轴上位于第四滚动轴承的上方套装有驱动同步带轮，竖传动轴上位于第四滚动轴承和第二滚动轴承之间的位置安装套筒，套筒上分别安装第三滚动轴承和换向同步带轮，第四滚动轴承安装在第一轴承座里，第三滚动轴承安装在第二轴承座里，第二滚动轴承安装在第三轴承座里，第一-第三轴承座均固定在套筒的外壁上，第三轴承座的外部固定有第四轴承座，第四轴承座里设置第一滚动轴承，横传动轴与第一滚动轴承相配合，竖传动轴上位于第二滚动轴承下方的位置安装主动锥齿轮，横传动轴上安装从动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮想啮合，横传动轴的一端连接车轮，牵引换向单元、驱动牵引电机、驱动换向电机安装在车板上，驱动牵引电机、驱动换向电机通过各自对应的同步带分别连接驱动同步带轮、换向同步带轮。
2.根据权利要求1所述的双引擎全向四驱行进机构，其特征是:所述的车板为四边形，牵引换向单元包括四个，四个牵引换向单元分别安装在车板的四个角，四个牵引换向单元共用一个驱动牵弓I电机和一个驱动换向电机及其各自对应的同步带。
【文档编号】B60K17/34GK103465779SQ201310422074
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】胡胜海, 余伟, 孙天仕, 高爽, 张满慧, 陈茜, 张保平, 叶小红, 姜贵林, 李少远 申请人:哈尔滨工程大学