一种模块化重载全向驱动轮组的制作方法

本发明是一种模块化重载全向驱动轮组，应用载重10吨量级，可实现平面内360°任意方向的运动，属于运输及车辆技术领域。

背景技术：

现有的重载工业运输多采用轨道轮式驱动，一般需额外铺设轨道，活动范围受限，或操作不灵活，而全向移动平台采用四个全向轮组独立驱动，通过不同轮组转速和转向的组合，实现平面内的任意移动，适用于重载设备的转运、停放等，能极大提高转运效率，广泛应用在航空、航天等领域。目前全向移动平台多采用麦克纳姆轮形式，优点是无需车体转动便可实现二维平面任意方向移动，但其移动轨迹的准确性差，承载能力有限，多应用于负载较小的场合。

技术实现要素：

本发明正是针对上述现有技术中的不足而设计提供了一种模块化重载全向驱动轮组，其目的是提高全向轮组的承载能力，进而有效地提高全向移动平台的承载能力。同时，通过控制可以实现全向移动平台前进、后退、转向、横移、斜行、原地旋转等运动。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种模块化重载全向驱动轮组，其特征在于：该驱动轮组包括：

轮组基座(23)，用于全向轮组与车体的连接；

行走机构，包括行走电机(1)，行走电机安装板(2)，电机端同步带轮(3)，同步带(4)，减速机端同步带轮(5)，行走连接架(6)，行走减速机安装板(7)，行走减速机(8)，行走减速机固定板(9)，支撑轮(10)，轮轴(11)，支撑轮安装座(12)，行走电机(1)固定在行走电机安装板(2)上，行走电机(1)输出轴与电机端同步带轮(3)连接，通过电机端同步带轮(3)、同步带(4)、减速机端同步带轮(5)带动行走减速机(8)，行走减速机(8)固定在行走减速机安装板(7)上，行走减速机(8)输出轴与轮轴(11)连接，轮轴(11)转动带动支撑轮(10)转动，行走电机安装板(2)与行走减速机安装板(7)均固定在行走连接架(6)上，行走减速机(8)通过行走减速机固定板(9)与支撑轮安装座(12)连接，行走连接架(6)与支撑轮安装座(12)连接；

转向机构，包括转向电机(13)，转向减速机(14)，转盘轴承(15)，蜗杆(16)，转向连接架(17)，限位板(18)，限位开关(19)，编码器安装板(20)，编码器(21)，编码器输入轴(22)，转盘轴承(15)外圈为涡轮，转盘轴承(15)与蜗杆(16)通过转向连接架(17)连接构成蜗轮蜗杆副，转盘轴承(15)、蜗杆(16)和转向连接架(17)构成回转式减速器，转盘轴承(15)内圈与轮组基座(23)连接，转盘轴承(15)外圈与支撑轮安装座(12)连接，转向减速机(14)输出轴与蜗杆(16)连接，转向电机(13)通过转向减速机(14)带动蜗杆(16)转动，从而带动转盘轴承(15)外圈旋转，进而驱动支撑轮安装座(12)及支撑轮(10)双向回转，每个轮组有2个限位开关(19)，限位板(18)固定在轮组基座(23)上，限位开关(19)固定在限位板(18)上，支撑轮(10)回转过程中通过限位开关(19)限制支撑轮(10)双向旋转的极限角度位置；

测角机构中，编码器安装板(20)与轮组基座(23)固连，编码器(21)固定端与编码器安装板(20)连接，编码器(21)输入端与编码器输入轴(22)连接，编码器输入轴(22)与支撑轮安装座(12)固连，充分利用转盘轴承(15)的空间进行布置，结构紧凑，集成度高，全向轮组转向过程中，编码器安装板(20)相对于轮组基座(23)静止，支撑轮安装座(12)旋转带动编码器输入轴(22)旋转，驱动编码器(21)旋转，编码器(21)输出角度变化，测得全向轮组旋转角度。

本发明所述模块化重载全向驱动轮组的优点是全向轮组实现了模块化设计、集成度高，便于安装、维护等，全向轮组的转向机构由回转式减速器实现，具有结构紧凑、高度低、承载大，集成度高等特点，提高全向轮组承载能力的同时减小其安装空间。

附图说明

图1为本发明所述的驱动轮组的结构示意图；

图2为本发明所述的驱动轮组中行走机构的结构示意图；

图3为本发明所述的驱动轮组中转向机构的结构示意图；

图4为本发明所述的驱动轮组中转向机构的回转式减速器的结构示意图；

图5为本发明所述的驱动轮组中测角机构的结构示意图；

图6为四套本发明所述的驱动轮组组成的全向移动平台的结构示意图。

图中1.行走电机，2.行走电机安装板，3.电机端同步带轮，4.同步带，5.减速机端同步带轮，6.行走连接架，7.行走减速机安装板，8.行走减速机，9.行走减速机固定板，10.支撑轮，11.轮轴，12.支撑轮安装座，13.转向电机，14.转向减速机，15.转盘轴承，16.蜗杆，17.转向连接架，18.限位板，19.限位开关，20编码器安装板，21.编码器，22.编码器输入轴，23.轮组基座。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详述：

参见附图1～6所示，该种模块化重载全向驱动轮组包括：

轮组基座23，用于全向轮组与车体的连接；

行走机构，包括行走电机1，行走电机安装板2，电机端同步带轮3，同步带4，减速机端同步带轮5，行走连接架6，行走减速机安装板7，行走减速机8，行走减速机固定板9，支撑轮10，轮轴11，支撑轮安装座12，行走电机1固定在行走电机安装板2上，行走电机1输出轴与电机端同步带轮3连接，通过电机端同步带轮3、同步带4、减速机端同步带轮5带动行走减速机8，行走减速机8固定在行走减速机安装板7上，行走减速机8输出轴与轮轴11连接，轮轴11转动带动支撑轮10转动，行走电机安装板2与行走减速机安装板7均固定在行走连接架6上，行走减速机8通过行走减速机固定板9与支撑轮安装座12连接，行走连接架6与支撑轮安装座12连接；

转向机构，包括转向电机13，转向减速机14，转盘轴承15，蜗杆16，转向连接架17，限位板18，限位开关19，编码器安装板20，编码器21，编码器输入轴22，转盘轴承15外圈为涡轮，转盘轴承15与蜗杆16通过转向连接架17连接构成蜗轮蜗杆副，转盘轴承15、蜗杆16和转向连接架17构成回转式减速器，转盘轴承15内圈与轮组基座23连接，转盘轴承15外圈与支撑轮安装座12连接，转向减速机14输出轴与蜗杆16连接，转向电机13通过转向减速机14带动蜗杆16转动，从而带动转盘轴承15外圈旋转，进而驱动支撑轮安装座12及支撑轮10双向回转，每个轮组有2个限位开关19，限位板18固定在轮组基座23上，限位开关19固定在限位板18上，支撑轮10回转过程中通过限位开关19限制支撑轮10双向旋转的极限角度位置；

测角机构中，编码器安装板20与轮组基座23固连，编码器21固定端与编码器安装板20连接，编码器21输入端与编码器输入轴22连接，编码器输入轴22与支撑轮安装座12固连，充分利用转盘轴承15的空间进行布置，结构紧凑，集成度高，全向轮组转向过程中，编码器安装板20相对于轮组基座23静止，支撑轮安装座12旋转带动编码器输入轴22旋转，驱动编码器21旋转，编码器21输出角度变化，测得全向轮组旋转角度。

移动平台可配置4套本发明所述的模块化重载全向驱动轮组，或与辅助支撑从动轮组共同使用。优选为，移动平台配置4套全向驱动轮组，通过不同轮组转速和转向的组合，移动平台可以实现前进、后退、转向、横移、斜行、原地旋转等多种运动模式。

上述组件中，编码器21选用通孔形式，支撑轮10为聚氨酯轮胎，同步带4的传动减速比为1:1，行走电机1和转向电机13中的电机均为直流电机。

本发明所述模块化重载全向驱动轮组与现有装备产品相比，结构紧凑，集成度高，安装方便，尤其适用于大负载、尺寸受限的场合。