專利名稱：適應于崎嶇地面的具有驅動和滑轉測量能力的機器人輪子的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種輪子，具體地說是一種用于移動機器人的輪內驅動及測 量滑轉率的機構。(二) 背景技術移動機器人的輪內驅動及測量滑轉率機構是移動機器人走行部的重要組成部分，它能夠驅動移動機器人的移動，同時測量滑轉率。它具有結構簡單，高速穩定，能量利用效能高，通用性優越。對于移動機器人而言，分為輪外驅動和輪內驅動；因為輪外驅動通常需占用一定的機身空間，并且系統的相對重心較高，而輪內驅動，即可以節省空間，又可以降低系統重心，驅動能力較強，所以得到廣泛的應用。曾經采用的輪子現簡單作以下介紹剛性沙地輪由輪轂、輪輻、輪緣固定在一起構成剛性輪，具有強度髙、承載能力大等優點，但吸振性能差。網狀剛性輪輪緣由三個鈦合金環和有軸向傾角的履刺連接而成，在硬地上以點接觸。輻條和網狀輪緣避免塵土積存，適合開放環境。但吸震能力差，負荷能力較低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應用。錐體剛性輪主要由圓柱部分接觸地面；在沙地上，圓錐部分也接觸地面。該輪能降低接地壓力，減少運動阻力，提高牽引力。寬斷面包容剛性輪該輪具有全封閉性，結構簡單，易于安裝調試；但輪子較寬，轉向阻力較大，機構較復雜。鼓型剛性輪輪子轉動單元包括:驅動輪和安裝于鉸接式懸架底部杠桿上的驅動鼓。現在的機器人車輪系統存在著許多問題(l)環境適應性差，車輪形式固定,其通用性不能適應不同的工作環境，例如沙地和松軟的地面。(2)吸震能力差，負荷能力較低，適合在重力加速度小、各向同性的沙土表面應用。(3)在沙地環境中，對于同一個輪子，其牽引力和轉向阻力不能兼顧。即牽引、轉向的綜合性能差。沒有既能驅動又能測量滑轉率的能力。(三) 發明內容本發明的目的在于提供一種結構簡單、緊湊、可靠，越障性能力高，適用于 多種環境，并能測量滑轉率的適應于崎嶇地面的具有驅動和滑轉測量能力的機器人輪子。
本發明的目的是這樣實現的
組成包括主動輪緣、軸承支撐法蘭盤、滑動軸承、夾持套、兩面帶防塵蓋深 溝球軸承、電機軸套、圓頭普通平鍵、諧波減速機、電機法蘭盤、輪臂夾持套、 軸用彈性擋圈、電動機、編碼器、軸承擋圈、電機夾持套、從動輪緣；編碼器的 外殼體與夾持套固定連接，電動機的外殼、電機法蘭盤、諧波減速機輸入剛輪及 夾持套分別固定連接；電機軸套套裝固定在電動機的輸出軸上，并通過圓頭普通 平鍵將電動機的扭矩傳遞到諧波減速機波發生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承套裝 固定于諧波減速機左軸端，起支承軸承支撐法蘭盤，主動輪緣與夾持套的左軸端 通過帶有法蘭盤的對稱式滑動軸承解耦連接，軸承支撐法蘭盤與主動輪緣、諧波 減速機的輸出剛輪固定連接，輪臂夾持套與電機夾持套通過螺栓夾緊于夾持套， 軸用彈性擋圈套裝連接于夾持套，從動輪緣與夾持套的右端通過帶有法蘭盤的對 稱式滑動軸承解耦連接，軸承擋圈與夾持套固定連接，編碼器法蘭盤與從動輪緣 固定連接。
本發明具有結構簡單、緊湊、可靠，保證移動機器人主車體的連續運動，地 面適應性強的優點，增強了整車的驅動能力，提高了其越障性能力，提高牽引能 力，提高轉彎能力，適用于多種環境，并能測量滑轉率等優點。
(四)
圖l是本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述
適應于崎嶇地面的具有驅動和滑轉測量能力的機器人輪子的組成部件為主 動輪緣l、六角頭全螺紋螺栓組件2、軸承支撐法蘭盤3、 IGUS滑動軸承4、夾 持套5、六角頭全螺紋螺栓組件6、兩面帶防塵蓋深溝球軸承7、電機軸套8、圓 頭普通平鍵9、諧波減速機IO、電機法蘭盤ll、輪臂夾持套12、十字槽沉頭螺 釘13、軸用彈性擋圈14、 IGUS滑動軸承15、電動機16、編碼器17、軸承擋圈 18、編碼器法蘭盤19、內六角圓柱螺釘組件20、電機夾持套21、從動輪緣22 和內六角圓柱螺釘組件23。
將編碼器17的外殼體與夾持套5通過螺釘固定連接，電動機16的外殼、電機法蘭盤11、諧波減速機10輸入剛輪及夾持套5通過內六角圓柱螺釘組件20 和內六角圓柱螺釘組件23分別固定連接，保持相對靜止。電機軸套8套裝固定 在電動機16的輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵9，將電動機16的扭矩傳遞到諧 波減速機10波發生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承7套裝固定于諧波減速機10左 軸端，起支承軸承支撐法蘭盤3，主動輪緣1與夾持套5的左軸端通過帶有法蘭 盤的對稱式IGUS滑動軸承4解耦連接，軸承支撐法蘭盤3與主動輪緣1、諧波 減速機10的輸出剛輪分別通過六角頭全螺紋螺栓組件2、六角頭全螺紋螺栓組 件6固定連接，輪臂夾持套12與電機夾持套21通過螺栓夾緊于夾持套5，將軸 用彈性擋圈14套裝連接于夾持套5,防止主動輪緣1軸向移動，從動輪緣22與 夾持套5的右端通過帶有法蘭盤的對稱式IGUS滑動軸承15解耦連接，軸承擋 圈18與夾持套5固定連接，防止從動輪緣22軸向移動，編碼器法蘭盤19與從 動輪緣22通過十字槽沉頭螺釘13固定連接。這樣的連接結構，具有機構緊湊， 功能強，并能測量滑轉率等優點。
其工作原理是啟動電動機16和編碼器17，進入正常工作狀態。電動機16 的外殼、電機法蘭盤ll、諧波減速機10輸入剛輪及夾持套5保持相對靜止，電 動機16的扭矩傳遞到諧波減速機10波發生器，通過波發生器傳遞到諧波減速機 IO輸出剛輪，從而諧波減速機10起到減速器的作用，同時在兩面帶防塵蓋深溝 球軸承7的支承作用下，帶動軸承支撐法蘭盤3轉動，由于軸承支撐法蘭盤3與 主動輪緣1是通過六角頭全螺紋蠊栓組件2之間固定連接，帶動主動輪緣1發生 轉動，輪臂夾持套12電機夾持套21之間的夾緊是為防止主動輪緣1和IGUS滑 動軸承4發生軸向移動，當主動輪緣l發生轉動時，從動輪緣22發生從動運動， 軸承擋圈18是為了防止從動輪緣22產生軸向移動。這樣的結構設計使整體機器 人輪子既具備了驅動能力，又能通過從動輪緣22及編碼器法蘭盤19帶動編碼器 17旋轉，測得從動輪緣22的轉速，進一步用相應公式計算該輪滑轉率。
權利要求
1、一種適應于崎嶇地面的具有驅動和滑轉測量能力的機器人輪子，組成包括主動輪緣、軸承支撐法蘭盤、滑動軸承、夾持套、兩面帶防塵蓋深溝球軸承、電機軸套、圓頭普通平鍵、諧波減速機、電機法蘭盤、輪臂夾持套、軸用彈性擋圈、電動機、編碼器、軸承擋圈、電機夾持套、從動輪緣；其特征是編碼器的外殼體與夾持套固定連接，電動機的外殼、電機法蘭盤、諧波減速機輸入剛輪及夾持套分別固定連接；電機軸套套裝固定在電動機的輸出軸上，并通過圓頭普通平鍵將電動機的扭矩傳遞到諧波減速機波發生器，兩面帶防塵蓋深溝球軸承套裝固定于諧波減速機左軸端，起支承軸承支撐法蘭盤，主動輪緣與夾持套的左軸端通過帶有法蘭盤的對稱式滑動軸承解耦連接，軸承支撐法蘭盤與主動輪緣、諧波減速機的輸出剛輪固定連接，輪臂夾持套與電機夾持套通過螺栓夾緊于夾持套，軸用彈性擋圈套裝連接于夾持套，從動輪緣與夾持套的右端通過帶有法蘭盤的對稱式滑動軸承解耦連接，軸承擋圈與夾持套固定連接，編碼器法蘭盤與從動輪緣固定連接。
全文摘要
本發明提供的是一種適應于崎嶇地面的具有驅動和滑轉測量能力的機器人輪子，組成包括主動輪緣、軸承支撐法蘭盤、滑動軸承、夾持套、兩面帶防塵蓋深溝球軸承、電機軸套、圓頭普通平鍵、諧波減速機、電機法蘭盤、輪臂夾持套、軸用彈性擋圈、電動機、編碼器、軸承擋圈、電機夾持套、從動輪。本發明具有結構簡單、緊湊、可靠，保證移動機器人主車體的連續運動，地面適應性強的優點，增強了整車的驅動能力，提高了其越障性能力，提高牽引能力，提高轉彎能力，適用于多種環境，并能測量滑轉率等優點。
文檔編號B25J19/00GK101628420SQ20091007264
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者吳永見, 張振宇, 賀 徐, 欒鈺琨, 開 薛, 譚大偉 申請人:哈爾濱工程大學