专利名称：适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于移动机器人的轮子，具体地说涉及一种用于移动机器人 的轮内驱动及测量滑转率的机构。(二) 背景技术移动机器人的轮内驱动及测量滑转率机构是移动机器人走行部的重要组成 部分，它能够驱动移动机器人的移动，同时测量滑转率。它具有结构简单，高速 稳定，能量利用效能高，通用性优越。对于移动机器人而言，分为轮外驱动和轮内驱动；因为轮外驱动通常需占用一定的机身空间，并且系统的相对重心较高， 而轮内驱动，即可以节省空间，又可以降低系统重心，驱动能力较强，所以得到 广泛的应用。曾经采用的轮子现简单作以下介绍刚性沙地轮由轮毂、轮辐、轮 缘固定在一起构成刚性轮，具有强度高、承载能力大等优点，但吸振性能差。网 状刚性轮轮缘由三个钛合金环和有轴向倾角的履刺连接而成，在硬地上以点接 触。辐条和网状轮缘避免尘土积存，适合开放环境。但吸震能力差，负荷能力较 低，适合在重力加速度小、各向同性的沙土表面应用。锥体刚性轮主要由圆柱部 分接触地面；在沙地上，圆锥部分也接触地面。该轮能降低接地压力，减少运动 阻力，提高牵引力。宽断面包容刚性轮该轮具有全封闭性，结构简单，易于安装 调试；但轮子较宽，转向阻力较大，机构较复杂。鼓型刚性轮轮子转动单元包括 驱动轮和安装于铰接式悬架底部杠杆上的驱动鼓。现在的机器人车轮系统存在着许多问题(1 )环境适应性差，车轮形式固定, 其通用性不能适应不同的工作环境，例如沙地和松软的地面。(2)吸震能力差， 负荷能力较低，适合在重力加速度小、各向同性的沙土表面应用。(3)在沙地环 境中，对于同一个轮子，其牵引力和转向阻力不能兼顾。即牵引、转向的综合性 能差。没有既能驱动又能测量滑转率的能力。(三) 发明内容本发明的目的在于提供一种结构简单、紧凑、可靠，适用于多种环境，并能 测量滑转率的适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子。本发明的目的是这样实现的其组成包括驱动轮l、驱动轮支臂2、绞接轴3、弹簧4、从动轮支臂5、从 动轮6;驱动轮1与驱动轮支臂2—侧固定连接，驱动轮支臂2的另一侧与从动 轮支臂5的一侧通过绞接轴3连接，弹簧4连接在弹驱动轮支臂2与从动轮支臂 5之间，从动轮支臂5与从动轮6固定连接。所述的驱动轮1的组成包括主动轮缘7、六角头全螺紋螺栓组件8、轴承支 撑法兰盘9、 IGUS滑动轴承IO、主动轮夹持套ll、六角头全螺紋螺栓组件12、 两面带防尘盖深沟球轴承13、电机轴套14、圆头普通平键15、谐波减速机16、 电机法兰盘17、轮臂夹持套18、轴用弹性挡圈19、电动机20、内六角圆柱螺钉 组件21、内六角圆柱螺钉组件22、电机夹持套23;电动机20的外壳、电机法 兰盘17、谐波减速机16输入刚轮及主动轮夹持套11通过内六角圆柱螺钉组件 21和内六角圆柱螺钉组件22分别固定连接；电机轴套14套装固定在电动机20 的输出轴上，并通过圆头普通平键15,将电动机20的扭矩传递到谐波减速机16 波发生器，两面带防尘盖深沟球轴承13套装固定于谐波减速机16左轴端，起支 承轴承支撑法兰盘9,主动轮缘7与主动轮夹持套11的左轴端通过带有法兰盘 的对称式IGUS滑动轴承IO解耦连接，轴承支撑法兰盘9与主动轮缘7、谐波减 速机16的输出刚轮分别通过六角头全螺紋螺栓组件8、六角头全螺紋螺栓组件 12固定连接，轮臂夹持套18与电机夹持套23通过螺栓夹紧于主动轮夹持套11, 将轴用弹性挡圈14套装连接于主动轮夹持套11,防止主动轮缘7轴向移动。所述的从动轮6的组成包括编码器法兰盘24、十字槽沉头螺钉25、从动轮 缘26、从动轮夹持套27、 IGUS滑动轴承28、编码器29、轴承挡圈30,编码器 29的外壳体与从动轮夹持套27通过螺钉固定连接，从动轮缘26与从动轮夹持 套27的右端通过带有法兰盘的对称式IGUS滑动轴承28解耦连接，轴承挡圈30 与从动轮夹持套27固定连接，编码器法兰盘29与从动轮缘26通过十字槽沉头 螺钉25固定连接。本发明具有结构简单、紧凑、可靠，保证移动机器人主车体的连续运动，地 面适应性强的优点，适用于多种环境，并能测量滑转率等优点。
图l是本发明的主示意图；5图2是驱动轮1的A-A旋向剖视图； 图3从动轮6的B-B旋向剖视图。 具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1,适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子的组成 部件为驱动轮l、驱动轮支臂2、统接轴3、弹簧4、从动轮支臂5、从动轮6; 结合图2,驱动轮1的组成包括主动轮缘7、六角头全螺紋螺栓组件8、轴承 支撑法兰盘9、 IGUS滑动轴承IO、主动轮夹持套ll、六角头全螺紋螺栓组件12、 两面带防尘盖深沟球轴承13、电机轴套14、圆头普通平键15、谐波减速机16、 电机法兰盘17、轮臂夹持套18、轴用弹性挡圈19、电动机20、内六角圆柱螺钉 组件21、内六角圆柱螺钉组件22、电机夹持套23;结合图3从动轮6的组成包 括编码器法兰盘24、十字槽沉头螺钉25、从动轮缘26、从动轮夹持套27、 IGUS 滑动轴承28、编码器29、轴承挡圈30。驱动轮1与驱动轮支臂2 —侧固定连接，驱动轮支臂2的另 一侧与从动轮支 臂5的一侧通过绞接轴3连接，并且通过弹簧4弹性连接，从动轮支臂5与从动 轮6固定连接。驱动轮l的结构是电动机20的外壳、电机法兰盘17、谐波减速 机16输入刚轮及主动轮夹持套11通过内六角圆柱螺钉组件21和内六角圆柱螺 钉组件22分别固定连接，保持相对静止。电机轴套14套装固定在电动机20的 输出轴上，并通过圆头普通平键15，将电动机20的扭矩传递到谐波减速机16 波发生器，两面带防尘盖深沟球轴承13套装固定于谐波减速机16左轴端，起支 承轴承支撑法兰盘9,主动轮缘7与主动轮夹持套11的左轴端通过带有法兰盘 的对称式IGUS滑动轴承10解耦连接，轴承支撑法兰盘9与主动轮缘7、谐波减 速机16的输出刚轮分别通过六角头全螺紋螺栓组件8、六角头全螺紋螺栓组件 12固定连接，轮臂夹持套18与电机夹持套23通过螺栓夹紧于主动轮夹持套11 ， 将轴用弹性挡圈14套装连接于主动轮夹持套11,防止主动轮缘7轴向移动。从 动轮结构包括将编码器29的外壳体与从动轮夹持套27通过螺钉固定连接，从动 轮缘26与从动轮夹持套27的右端通过带有法兰盘的对称式IGUS滑动轴承28解 耦连接，轴承挡圈30与从动轮夹持套27固定连接，防止从动轮缘M轴向移动， 编码器法兰盘29与从动轮缘26通过十字槽沉头螺钉25固定连接。这样的连接结构，具有机构紧凑，功能强，并能测量滑转率等优点。
其工作原理是启动电动机20和编码器29,进入正常工作状态。电动机20的外壳、电机法兰盘17、谐波减速机16输入刚轮及主动轮夹持套11保持相对静止，电动机20的扭矩传递到谐波减速机16波发生器，通过波发生器传递到谐波减速机16输出刚轮，从而谐波减速机16起到减速器的作用，同时在两面带防尘盖深沟球轴承13的支承作用下，带动轴承支撑法兰盘9转动，由于轴承支撑法兰盘9与主动轮缘7是通过六角头全螺紋螺栓组件8之间固定连接，带动主动轮缘7发生转动，轮臂夹持套18电机夹持套23之间的夹紧是为防止主动轮缘7和IGUS滑动轴承10发生轴向移动，当驱动轮1的主动轮缘7发生转动时，驱动轮支臂2也相应向前运动，由于驱动轮支臂2与从动轮支臂5通过绞接轴3连接，并且通过弹簧4弹性连接，驱动轮1带动从动轮6发生相应的运动。如果遇到崎岖不平的地面，弹簧4通过弹性变量的调节，使从动轮6的从动轮缘"接触地面，保证编码器29如终能够能测量到从动轮缘26的转速，进一步用相应公式计算该轮滑转率。
权利要求
1、一种适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子，其特征是其组成包括驱动轮(1)、驱动轮支臂(2)、绞接轴(3)、弹簧(4)、从动轮支臂(5)、从动轮(6)；驱动轮()1与驱动轮支臂(2)一侧固定连接，驱动轮支臂(2)的另一侧与从动轮支臂(5)的一侧通过绞接轴(3)连接，弹簧(4)连接在弹驱动轮支臂(2)与从动轮支臂(5)之间，从动轮支臂(5)与从动轮(6)固定连接。
2、 根据权利要求l所述的适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子，其特征是所述的驱动轮(1)的组成包括主动轮缘(7)、六角头全螺紋螺栓组件(8)、轴承支撑法兰盘(9)、 IGUS滑动轴承(IO)、主动轮夹持套(ll)、六角头全螺紋螺栓组件(12)、两面带防尘盖深沟球轴承(13)、电机轴套(14)、圆头普通平键(15)、谐波减速机(16)、电机法兰盘(17)、轮臂夹持套(18)、轴用弹性挡圈(19)、电动机(20)、内六角圆柱螺钉组件(21)、内六角圆柱螺钉组件(22)、电机夹持套(23);电动机(20)的外壳、电机法兰盘(17)、谐波减速机(16)输入刚轮及主动轮夹持套(11)通过内六角圆柱螺钉组件(21)和内六角圆柱螺钉组件(22)分别固定连接；电机轴套(14)套装固定在电动机(20)的输出轴上，并通过圆头普通平键(15),将电动机(20)的扭矩传递到谐波减速机(16)波发生器，两面带防尘盖深沟球轴承(13)套装固定于谐波减速机(16)左轴端，起支承轴承支撑法兰盘(9),主动轮缘(7)与主动轮夹持套(11)的左轴端通过带有法兰盘的对称式IGUS滑动轴承(10)解耦连接，轴承支撑法兰盘(9)与主动轮缘(7)、谐波减速机(16)的输出刚轮分别通过六角头全螺紋螺栓组件(8)、六角头全螺紋螺栓组件(12)固定连接，轮臂夹持套(18)与电机夹持套(23)通过螺栓夹紧于主动轮夹持套(ll),将轴用弹性挡圈(14)套装连接于主动轮夹持套(11),防止主动轮缘(7)轴向移动。
3、 根据权利要求1或2所述的适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子，其特征是所述的从动轮(6)的组成包括编码器法兰盘(24)、十字槽沉头螺钉(25)、从动轮缘(26)、从动轮夹持套(27)、 IGUS滑动轴承(28)、编码器(29)、轴承挡圈(30),编码器(29)的外壳体与从动轮夹持套(27)通过螺钉固定连接，从动轮缘(26)与从动轮夹持套(27)的右端通过带有法兰盘的对称式IGUS滑动轴承(28)解耦连接，轴承挡圈(30)与从动轮夹持套(27)固定连接，编码器法兰盘(29)与从动轮缘(26)通过十字槽沉头螺钉(25)固定连接。
全文摘要
本发明提供的是一种适于崎岖地面的前后排列具有滑转测量能力的机器人轮子。其组成包括驱动轮(1)、驱动轮支臂(2)、绞接轴(3)、弹簧(4)、从动轮支臂(5)、从动轮(6)；驱动轮()1与驱动轮支臂(2)一侧固定连接，驱动轮支臂(2)的另一侧与从动轮支臂(5)的一侧通过绞接轴(3)连接，弹簧(4)连接在弹驱动轮支臂(2)与从动轮支臂(5)之间，从动轮支臂(5)与从动轮(6)固定连接。本发明具有结构简单、紧凑、可靠，保证移动机器人主车体的连续运动，地面适应性强的优点，适用于多种环境，并能测量滑转率等优点。
文档编号B62D57/00GK101628595SQ20091007264
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者张振宇, 贺 徐, 栾钰琨, 武永见, 开 薛, 谭大伟 申请人:哈尔滨工程大学