一種模塊化重載全向驅動輪組的制作方法

本發明是一種模塊化重載全向驅動輪組，應用載重10噸量級，可實現平面內360°任意方向的運動，屬于運輸及車輛技術領域。

背景技術：

現有的重載工業運輸多采用軌道輪式驅動，一般需額外鋪設軌道，活動范圍受限，或操作不靈活，而全向移動平臺采用四個全向輪組獨立驅動，通過不同輪組轉速和轉向的組合，實現平面內的任意移動，適用于重載設備的轉運、停放等，能極大提高轉運效率，廣泛應用在航空、航天等領域。目前全向移動平臺多采用麥克納姆輪形式，優點是無需車體轉動便可實現二維平面任意方向移動，但其移動軌跡的準確性差，承載能力有限，多應用于負載較小的場合。

技術實現要素：

本發明正是針對上述現有技術中的不足而設計提供了一種模塊化重載全向驅動輪組，其目的是提高全向輪組的承載能力，進而有效地提高全向移動平臺的承載能力。同時，通過控制可以實現全向移動平臺前進、后退、轉向、橫移、斜行、原地旋轉等運動。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種模塊化重載全向驅動輪組，其特征在于：該驅動輪組包括：

輪組基座(23)，用于全向輪組與車體的連接；

行走機構，包括行走電機(1)，行走電機安裝板(2)，電機端同步帶輪(3)，同步帶(4)，減速機端同步帶輪(5)，行走連接架(6)，行走減速機安裝板(7)，行走減速機(8)，行走減速機固定板(9)，支撐輪(10)，輪軸(11)，支撐輪安裝座(12)，行走電機(1)固定在行走電機安裝板(2)上，行走電機(1)輸出軸與電機端同步帶輪(3)連接，通過電機端同步帶輪(3)、同步帶(4)、減速機端同步帶輪(5)帶動行走減速機(8)，行走減速機(8)固定在行走減速機安裝板(7)上，行走減速機(8)輸出軸與輪軸(11)連接，輪軸(11)轉動帶動支撐輪(10)轉動，行走電機安裝板(2)與行走減速機安裝板(7)均固定在行走連接架(6)上，行走減速機(8)通過行走減速機固定板(9)與支撐輪安裝座(12)連接，行走連接架(6)與支撐輪安裝座(12)連接；

轉向機構，包括轉向電機(13)，轉向減速機(14)，轉盤軸承(15)，蝸桿(16)，轉向連接架(17)，限位板(18)，限位開關(19)，編碼器安裝板(20)，編碼器(21)，編碼器輸入軸(22)，轉盤軸承(15)外圈為渦輪，轉盤軸承(15)與蝸桿(16)通過轉向連接架(17)連接構成蝸輪蝸桿副，轉盤軸承(15)、蝸桿(16)和轉向連接架(17)構成回轉式減速器，轉盤軸承(15)內圈與輪組基座(23)連接，轉盤軸承(15)外圈與支撐輪安裝座(12)連接，轉向減速機(14)輸出軸與蝸桿(16)連接，轉向電機(13)通過轉向減速機(14)帶動蝸桿(16)轉動，從而帶動轉盤軸承(15)外圈旋轉，進而驅動支撐輪安裝座(12)及支撐輪(10)雙向回轉，每個輪組有2個限位開關(19)，限位板(18)固定在輪組基座(23)上，限位開關(19)固定在限位板(18)上，支撐輪(10)回轉過程中通過限位開關(19)限制支撐輪(10)雙向旋轉的極限角度位置；

測角機構中，編碼器安裝板(20)與輪組基座(23)固連，編碼器(21)固定端與編碼器安裝板(20)連接，編碼器(21)輸入端與編碼器輸入軸(22)連接，編碼器輸入軸(22)與支撐輪安裝座(12)固連，充分利用轉盤軸承(15)的空間進行布置，結構緊湊，集成度高，全向輪組轉向過程中，編碼器安裝板(20)相對于輪組基座(23)靜止，支撐輪安裝座(12)旋轉帶動編碼器輸入軸(22)旋轉，驅動編碼器(21)旋轉，編碼器(21)輸出角度變化，測得全向輪組旋轉角度。

本發明所述模塊化重載全向驅動輪組的優點是全向輪組實現了模塊化設計、集成度高，便于安裝、維護等，全向輪組的轉向機構由回轉式減速器實現，具有結構緊湊、高度低、承載大，集成度高等特點，提高全向輪組承載能力的同時減小其安裝空間。

附圖說明

圖1為本發明所述的驅動輪組的結構示意圖；

圖2為本發明所述的驅動輪組中行走機構的結構示意圖；

圖3為本發明所述的驅動輪組中轉向機構的結構示意圖；

圖4為本發明所述的驅動輪組中轉向機構的回轉式減速器的結構示意圖；

圖5為本發明所述的驅動輪組中測角機構的結構示意圖；

圖6為四套本發明所述的驅動輪組組成的全向移動平臺的結構示意圖。

圖中1.行走電機，2.行走電機安裝板，3.電機端同步帶輪，4.同步帶，5.減速機端同步帶輪，6.行走連接架，7.行走減速機安裝板，8.行走減速機，9.行走減速機固定板，10.支撐輪，11.輪軸，12.支撐輪安裝座，13.轉向電機，14.轉向減速機，15.轉盤軸承，16.蝸桿，17.轉向連接架，18.限位板，19.限位開關，20編碼器安裝板，21.編碼器，22.編碼器輸入軸，23.輪組基座。

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述：

參見附圖1～6所示，該種模塊化重載全向驅動輪組包括：

輪組基座23，用于全向輪組與車體的連接；

行走機構，包括行走電機1，行走電機安裝板2，電機端同步帶輪3，同步帶4，減速機端同步帶輪5，行走連接架6，行走減速機安裝板7，行走減速機8，行走減速機固定板9，支撐輪10，輪軸11，支撐輪安裝座12，行走電機1固定在行走電機安裝板2上，行走電機1輸出軸與電機端同步帶輪3連接，通過電機端同步帶輪3、同步帶4、減速機端同步帶輪5帶動行走減速機8，行走減速機8固定在行走減速機安裝板7上，行走減速機8輸出軸與輪軸11連接，輪軸11轉動帶動支撐輪10轉動，行走電機安裝板2與行走減速機安裝板7均固定在行走連接架6上，行走減速機8通過行走減速機固定板9與支撐輪安裝座12連接，行走連接架6與支撐輪安裝座12連接；

轉向機構，包括轉向電機13，轉向減速機14，轉盤軸承15，蝸桿16，轉向連接架17，限位板18，限位開關19，編碼器安裝板20，編碼器21，編碼器輸入軸22，轉盤軸承15外圈為渦輪，轉盤軸承15與蝸桿16通過轉向連接架17連接構成蝸輪蝸桿副，轉盤軸承15、蝸桿16和轉向連接架17構成回轉式減速器，轉盤軸承15內圈與輪組基座23連接，轉盤軸承15外圈與支撐輪安裝座12連接，轉向減速機14輸出軸與蝸桿16連接，轉向電機13通過轉向減速機14帶動蝸桿16轉動，從而帶動轉盤軸承15外圈旋轉，進而驅動支撐輪安裝座12及支撐輪10雙向回轉，每個輪組有2個限位開關19，限位板18固定在輪組基座23上，限位開關19固定在限位板18上，支撐輪10回轉過程中通過限位開關19限制支撐輪10雙向旋轉的極限角度位置；

測角機構中，編碼器安裝板20與輪組基座23固連，編碼器21固定端與編碼器安裝板20連接，編碼器21輸入端與編碼器輸入軸22連接，編碼器輸入軸22與支撐輪安裝座12固連，充分利用轉盤軸承15的空間進行布置，結構緊湊，集成度高，全向輪組轉向過程中，編碼器安裝板20相對于輪組基座23靜止，支撐輪安裝座12旋轉帶動編碼器輸入軸22旋轉，驅動編碼器21旋轉，編碼器21輸出角度變化，測得全向輪組旋轉角度。

移動平臺可配置4套本發明所述的模塊化重載全向驅動輪組，或與輔助支撐從動輪組共同使用。優選為，移動平臺配置4套全向驅動輪組，通過不同輪組轉速和轉向的組合，移動平臺可以實現前進、后退、轉向、橫移、斜行、原地旋轉等多種運動模式。

上述組件中，編碼器21選用通孔形式，支撐輪10為聚氨酯輪胎，同步帶4的傳動減速比為1:1，行走電機1和轉向電機13中的電機均為直流電機。

本發明所述模塊化重載全向驅動輪組與現有裝備產品相比，結構緊湊，集成度高，安裝方便，尤其適用于大負載、尺寸受限的場合。