本实用新型涉及全向轮技术领域，特别涉及一种方便控制的全向轮行走系统。
背景技术：
全向轮能够实现全方位的移动，一种特殊的轮子是关键。我们称之为全向轮。常见的主要有麦克纳姆(Mecanum)轮和连续切换轮两种，对于麦克纳姆轮，麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°。每个轮子具有三个自由度，一个是绕轮子轴心转动，第二个是绕滚子轴心转动，第三个是绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动，其余两个自由度自由运动。由三个或以上的麦克纳姆轮可以构成全方位移动机器人平台。目前利用麦克纳姆轮实现移动平台的方法如图1所示，在平台下方布置4个麦克纳姆轮，其中位于对角线上的两个麦克纳姆轮的滚子角度一致，而相邻的两个麦克纳姆轮的滚子角度相反，即一个为45°，另一个为-45°；当平台需要向前或向后移动，则四个麦克纳姆轮同向旋转，当平台需要原地旋转，则左前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反；当平台需要平移时，则左前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反；
为了实现四个麦克纳姆轮的旋转方向随时改变，现有技术均使用四个电机分别驱动四个麦克纳姆轮，即一个电机单独对应一个麦克纳姆轮，为了精确控制平台的移动，往往对电机的控制要求非常高，对四个电机的转速、输入功率的精度要求也非常高，使得全向轮行走系统的成本非常高，电机也占用了较大的空间，使系统体积过大。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型目的是提供一种精度高、结构紧凑、方便控制的全向轮行走系统。
为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种方便控制的全向轮行走系统，所述系统包括安装在移动平台底盘中央的双轴输出式电机，双轴输出式电机的一个输出轴通过第一动力转换装置与第一主转轴的输入端连接，电机的另一个输出轴与第二主转轴的输入端连接，所述第一主转轴或第二主转轴的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮啮合，第二圆柱齿轮套设在第一传动轴上，第三圆柱齿轮套设在第二传动轴上，第一传动轴的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮或第二主动锥齿轮；第二传动轴的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴或一个第二辅助转轴连接；
所述第一主动锥齿轮与第一从动锥齿轮啮合，第二主动锥齿轮与第二从动锥齿轮啮合，第一从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第一辅助转轴的内端连接，两个第一辅助转轴的外端分别与左前全向轮、右前全向轮通过花键连接，第二从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第二辅助转轴的内端连接，两个第二辅助转轴的外端分别与左后全向轮、右后全向轮通过花键连接；
所述第一动力转换装置包括套设在双轴输出式电机输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体，第一旋转壳体的轴线与电机同轴设置，第一旋转壳体的内侧面与电机的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承，第一旋转壳体的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承；
第一旋转壳体中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴的端头，使第一十字轴与第一旋转壳体共同旋转，第一十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮，第一圆锥小齿轮的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮啮合，一个第一圆锥大齿轮通过花键套在电机的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮通过花键套在第一主转轴的输入端；
两个第一圆锥大齿轮相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮连接或分离的第一锁止离合器；所述第一旋转壳体的外侧面外侧设置第一电磁制动带，第一电磁制动带的内侧面可与第一旋转壳体的外侧面压紧或分离；
所述第二动力转换装置包括与第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮连接且共同旋转的第二旋转壳体，第二旋转壳体的轴线与第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮同轴设置，第二旋转壳体的内侧面与第一辅助转轴或第二辅助转轴之间设置第三止推轴承，第二旋转壳体的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承；
所述第二旋转壳体的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴的端头，使第二十字轴与第二旋转壳体共同旋转，第二十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮，第二圆锥小齿轮的两端分别与一个第二圆锥大齿轮啮合，两个第二圆锥大齿轮分别通过花键套在两个第一辅助转轴或两个第二辅助转轴的内端；
两个第二圆锥大齿轮相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮连接或分离的第二锁止离合器；所述第二旋转壳体的外侧面外侧设置第二电磁制动带，第二电磁制动带的内侧面可与第二旋转壳体的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴的外端套设左前全向轮或右前全向轮，两个第二辅助转轴的外端套设左后全向轮或右后全向轮；
所述左前全向轮、右前全向轮、左后全向轮、右后全向轮上还设置转速传感器，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置；
所述全向轮行走系统还包括驱动控制器，驱动控制器分别与电机、第一动力转换装置、第二动力转换装置通信连接；所述驱动控制器还与分别设置在通信连接。
优选的，所述第一锁止离合器、第二锁止离合器为多摩擦片式离合器，所述第一止推轴承、第二止推轴承、第三止推轴承、第四止推轴承为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。
优选的，所述的移动平台为VGA式移动平台或由非承载式汽车底盘构成的平台；所述路线侦测装置为摄像头式探路装置或超声波式探路装置或带有GPS定位装置的探路装置。
本实用新型具有以下有益效果：全向轮行走系统使用一台电机即可实现移动平台的直行、原地旋转、横向移动，动力通过第一动力转换装置、第二动力转换装置分别传送给四个全向轮，使四个全向轮的转速保持一致，提高了行驶的精度，四个全向轮可快速实现同向旋转或反向旋转，响应速度快，控制过程不需要转速传感器检测转速信号，控制方式简单。
附图说明
图1为现有技术中全向轮驱动系统结构示意图；
图2为全向轮行走系统结构示意图；
图3为电机与第一动力转换装置连接示意图；
图4为第一从动锥齿轮与第二动力转换装置连接示意图；
图5为移动平台直行时四个全向轮的旋转方向；
图6为移动平台原地旋转时四个全向轮的旋转方向；
图7为移动平台横向移动时四个全向轮的旋转方向；
图8为行走系统控制电路原理图。
具体实施方式
如图2-图8所示的一种方便控制的全向轮行走系统，包括移动平台，移动平台的底盘上设置左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52四个全向轮，所述的全向轮行走系统还包括安装在移动平台底盘中央的双轴输出式电机001，电机001的轴线沿移动平台前后方向设置，双轴输出式电机001的一个输出轴通过第一动力转换装置002与第一主转轴1的输入端连接，电机001的另一个输出轴与第二主转轴2的输入端连接，所述第一主转轴1或第二主转轴2的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮81，第一圆柱齿轮81可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮82、第三圆柱齿轮83啮合，第二圆柱齿轮82套设在第一传动轴84上，第三圆柱齿轮83套设在第二传动轴85上，第一传动轴84的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮11或第二主动锥齿轮21；第二传动轴85的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴3或一个第二辅助转轴5连接；
所述第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12啮合，第二主动锥齿轮21与第二从动锥齿轮22啮合，第一从动锥齿轮12通过一个第二动力转换装置005分别与一个第一辅助转轴3的内端连接，两个第一辅助转轴3的外端分别与左前全向轮31、右前全向轮32通过花键连接，第二从动锥齿轮22通过一个第二动力转换装置005分别与一个第二辅助转轴5的内端连接，两个第二辅助转轴5的外端分别与左后全向轮51、右后全向轮52通过花键连接；
所述第一动力转换装置002包括套设在双轴输出式电机001输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体61，第一旋转壳体61的轴线与电机001同轴设置，第一旋转壳体61的内侧面与电机001的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承003，第一旋转壳体61的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承004；
第一旋转壳体61中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴62的端头，使第一十字轴62与第一旋转壳体61共同旋转，第一十字轴62的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮63，第一圆锥小齿轮63的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮64啮合，一个第一圆锥大齿轮64通过花键套在电机001的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮64通过花键套在第一主转轴1的输入端；
两个第一圆锥大齿轮64相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮64连接或分离的第一锁止离合器65；所述第一旋转壳体61的外侧面外侧设置第一电磁制动带66，第一电磁制动带66的内侧面可与第一旋转壳体61的外侧面压紧或分离；
所述第二动力转换装置005包括与第一从动锥齿轮12或第二从动锥齿轮22连接且共同旋转的第二旋转壳体41，第二旋转壳体41的轴线与第一从动锥齿轮12或第二从动锥齿轮22同轴设置，第二旋转壳体41的内侧面与第一辅助转轴3或第二辅助转轴5之间设置第三止推轴承006，第二旋转壳体41的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承007；
所述第二旋转壳体41的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴42的端头，使第二十字轴42与第二旋转壳体41共同旋转，第二十字轴42的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮43，第二圆锥小齿轮43的两端分别与一个第二圆锥大齿轮44啮合，两个第二圆锥大齿轮44分别通过花键套在两个第一辅助转轴3或两个第二辅助转轴5的内端；
两个第二圆锥大齿轮44相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮44连接或分离的第二锁止离合器45；所述第二旋转壳体41的外侧面外侧设置第二电磁制动带46，第二电磁制动带46的内侧面可与第二旋转壳体41的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴3的外端套设左前全向轮31或右前全向轮32，两个第二辅助转轴5的外端套设左后全向轮51或右后全向轮52；
所述第一锁止离合器65、第二锁止离合器45为多摩擦片式离合器，所述第一止推轴承003、第二止推轴承004、第三止推轴承006、第四止推轴承007为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。
所述左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52上还设置转速传感器72，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器73，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置74；
所述全向轮行走系统还包括驱动控制器71，驱动控制器71分别与电机001、第一动力转换装置002、第二动力转换装置005通信连接；
所述移动平台为VGA式移动平台或由非承载式汽车底盘构成的平台；所述路线侦测装置74为摄像头式探路装置或超声波式探路装置或带有GPS定位装置的探路装置。
根据上述的任意一种方便控制的全向轮行走系统的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：直行、原地旋转、横向移动；
所述的直行步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与第二圆柱齿轮82啮合；两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66与第一旋转壳体61分离，使第一旋转壳体61可旋转，第一锁止离合器65处于连接状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46与第二旋转壳体41分离，使第二旋转壳体41可旋转，第二锁止离合器45处于连接状态；
启动电机001，电机001带动其输出轴上的第一圆锥大齿轮64旋转，由于两个第一锁止离合器65将两个第一圆锥大齿轮64连接，则两个第一圆锥大齿轮64之间的第一圆锥小齿轮63不自转，而是在两个第一圆锥大齿轮64的带动下，与第一十字轴62、第一旋转壳体61共同旋转，此时第一主转轴1、第二主转轴2的转速相同且旋转方向相同；
第一主转轴1依次带动第一圆柱齿轮81、第二圆柱齿轮82、第一传动轴84、第一从动锥齿轮12、第二旋转壳体41、第二十字轴42旋转，第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42旋转，由于第二锁止离合器45处于连接状态，因此第二圆锥小齿轮43两侧的第二圆锥大齿轮44与第二圆锥小齿轮43共同旋转，第二圆锥小齿轮43不自转，两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相同；第二圆锥大齿轮44将动力传递给第一辅助转轴3或第二辅助转轴5；
如图5所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31和右前全向轮32的转速相同且旋转方向相同，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51和右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；即左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；移动平台可以向前或向后直线行驶；
所述的原地旋转步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与相应的第三圆柱齿轮83啮合，两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66与第一旋转壳体61分离，使第一旋转壳体61可旋转，第一锁止离合器65处于连接状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二旋转壳体41不旋转，第二锁止离合器45处于分离状态；
启动电机001，电机001带动其输出轴上的第一圆锥大齿轮64旋转，由于两个第一锁止离合器65将位于同一边的两个第一圆锥大齿轮64连接，则两个第一圆锥大齿轮64之间的第一圆锥小齿轮63不自转，而是在两个第一圆锥大齿轮64的带动下，与第一十字轴62、第一旋转壳体61共同旋转，此时第一主转轴1、第二主转轴2的转速相同且旋转方向相同；
第一主转轴1将动力依次通过第一圆柱齿轮81、第三圆柱齿轮83、第二传动轴85、圆锥齿轮组传递给一个第一辅助转轴3，与该第一辅助转轴3连接的一个第二圆锥大齿轮44旋转，与该第二圆锥大齿轮44啮合的第二圆锥小齿轮43也要转动，由于第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二十字轴42不能转动，因此第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42进行自转，同时带动与第二圆锥小齿轮43相啮合的另一个第二圆锥大齿轮44旋转，此时位于第二圆锥小齿轮43两侧的两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相反，则两个第一辅助转轴3的转速相同且旋转方向相反；同理，两个第二辅助转轴5的转速相同且旋转方向相反。
如图6所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31与右前全向轮32的转速相同且旋转方向相反，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相反；左前全向轮31与左后全向轮51的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮32与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；即实现了移动平台原地旋转；
所述的横向移动步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与相应的第三圆柱齿轮83啮合，两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66压紧第一旋转壳体61，使第一旋转壳体61不旋转，第一锁止离合器65处于分离状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二旋转壳体41不旋转，第二锁止离合器45处于分离状态；
启动电机001，与电机001输出轴连接的第一圆锥大齿轮64旋转，与该第一圆锥大齿轮64啮合的第一圆锥小齿轮63也要转动，由于第一电磁制动带66压紧第一旋转壳体61，使第一十字轴62不能转动，因此第一圆锥小齿轮63绕第一十字轴62进行自转，同时带动与第一圆锥小齿轮63相啮合的另一个第一圆锥大齿轮64旋转，此时位于第一圆锥小齿轮63两侧的两个第一圆锥大齿轮64的转速相同且旋转方向相反，则第一主转轴1与第二主转轴2的转速相同且旋转方向相反；
第一主转轴1将动力依次通过第一圆柱齿轮81、第三圆柱齿轮83、第二传动轴85、圆锥齿轮组传递给一个第一辅助转轴3，与该第一辅助转轴3连接的一个第二圆锥大齿轮44旋转，与该第二圆锥大齿轮44啮合的第二圆锥小齿轮43也要转动，由于第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二十字轴42不能转动，因此第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42进行自转，同时带动与第二圆锥小齿轮43相啮合的另一个第二圆锥大齿轮44旋转，此时位于第二圆锥小齿轮43两侧的两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相反，则两个第一辅助转轴3的转速相同且旋转方向相反；
同理，第二主转轴2将动力传递个两个第二辅助转轴5时，两个第二辅助转轴5的转速相同且旋转方向相反；
如图7所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31与右前全向轮32的转速相同且旋转方向相反，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相反；左前全向轮31与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮32与左后全向轮51的转速相同且旋转方向相同；即实现了移动平台横向移动。
所述的全向轮行走系统使用一台电机即可实现移动平台的直行、原地旋转、横向移动，动力通过第一动力转换装置、第二动力转换装置分别传送给四个全向轮，使四个全向轮的转速保持一致，提高了行驶的精度，四个全向轮可快速实现同向旋转或反向旋转，响应速度快，控制过程不需要转速传感器检测转速信号，控制方式简单。
更好的实施方式是：所述左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52上还设置转矩传感器75；
控制器控制第一锁止离合器65接合时的接合压力大小不同，控制器控制两个第二锁止离合器45接合时的接合压力大小不同，当移动平台的四个全向轮与地面接触的摩擦系数不一致时，也可以使四个全向轮得到相同的地面反力，极大的提高了移动平台适应路面的能力。