一种轮体组件及全向越障平台的制作方法

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1.本实用新型属于移动设备领域，具体是涉及到一种轮体组件及全向越障平台。

背景技术：

2.随着机器人技术的迅猛发展，对能在复杂环境下执行任务的特种机器人的需求日益增加。对机器人的越障能力和通过能力也提出了更高的要求。
3.中国实用新型专利“cn103029539b-一种被动自适应六轮全地形移动机器人”提出了一种自适应全地形移动机器人，其后轮采用跷跷板式悬架结构，极大的提高了地形的适用性，但是对于教大的障碍物以及过宽的壕沟而言，还是无法通过，其地形通过能力还有待加强。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种越障能力强且移动灵活的轮体组件及全向越障平台。
5.本实用新型提供一种轮体组件，包括摆臂和设置在摆臂两端的独立驱动轮，所述独立驱动轮转动连接在摆臂上，所述独立驱动轮的转动轴线与独立驱动轮的自转轴线垂直相交，所述摆臂位于两个独立驱动轮之间位置与车架转动连接，所述摆臂的摆动轴线与独立驱动轮的转动轴线异面垂直，还包括设置在摆臂上用于驱动独立驱动轮转动的驱动轮转向驱动件以及设置在车架上用于驱动摆臂摆动的摆动驱动件。
6.更进一步地，所述摆动驱动件与摆臂之间设置有离合机构，所述离合机构控制摆动自由摆动或者通过摆动驱动件主动摆动。
7.本轮体组件还包括l型轮毂安装板，所述l型轮毂安装板一端设置在驱动轮转向驱动件的输出轴，所述独立驱动轮的自转转轴与l型轮毂安装板另一端连接。
8.本轮体组件还包括与摆臂连接的摆臂轴，所述摆臂通过摆臂轴与车架摆动连接。
9.更进一步地，所述摆臂轴通过带座轴承转动设置在车架上。
10.更进一步地，所述摆动驱动件包括设置在车架上的第一伺服电机、设置在第一伺服电机输出端与摆臂轴上的齿轮组件。
11.更进一步地，所述驱动轮转向驱动件包括设置在摆臂上的中空旋转平台和第二伺服电机。
12.本实用新型还提供一种全向越障平台，包括车架和轮体组件，所述轮体组件设置在车架的前轮位置和/或后轮位置，且轮体组件沿车架两侧对称设置。
13.本全向越障平台还包括设置在车架上的雷达、激光测距传感器和/或云台相机，还包括与雷达、激光测距传感器、云台相机、驱动轮转向驱动件和摆动驱动件电连接的控制器。
14.本全向越障平台还包括用于检测摆臂摆动角度的角度传感器。
15.本实用新型的有益效果是，本实用新型通过设置摆动驱动件驱动摆臂的主动摆动
使其中一个独立驱动轮抬起并脱离地面进行越障，对于障碍物、壕沟以及角度大的陡坡的通过能力极大的提升，结合驱动轮转向驱动件控制独立驱动轮的转向，可以进一步提高移动平台的通过性和灵活性，另外，摆臂的摆动还可以调整移动平台的姿态，进而改变移动平台的重心和角度，另外，摆臂的摆动还可以使独立驱动轮的转向可以在摆臂摆动之后脱离地面后进行，实现该轮的无摩擦转向。
附图说明
16.附图1为本实用新型中轮体组件的结构示意图。
17.附图2为本实用新型中全向越障平台的结构示意图。
18.在图中，1-摆臂；2-独立驱动轮；3-车架；4-驱动轮转向驱动件；41-中空旋转平台；42-第二伺服电机；5-摆动驱动件；51-第一伺服电机；52-齿轮组件；6-摆臂轴；7-带座轴承；8-雷达；9-激光测距传感器；10-云台相机；11-离合机构；12-l型轮毂安装板。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
24.如附图1-2所示，本实用新型提供一种轮体组件，用于作为移动平台的前轮和/或后轮组件，包括摆臂1和设置在摆臂1两端的独立驱动轮2，其独立驱动轮2为轮毂电机，在与摆臂1连接之后可以进行自转，所述独立驱动轮2转动连接在摆臂1上，即独立驱动轮2可以360
°
换向，实现移动平台的转向操作，所述独立驱动轮2的转动轴线与独立驱动轮2的自转轴线垂直相交，即独立驱动轮2的换向轴线在独立驱动轮2的中线上，在移动平台停车时独
立驱动轮2的转向摩擦力最小，便于独立驱动轮2的原地转向，所述摆臂1位于两个独立驱动轮2之间位置与车架3转动连接，以此可以使摆臂1两侧的两个独立驱动轮2沿摆臂1的转动轴线进行上下摆动，提高移动平台的越野能力，所述摆臂1的摆动轴线与独立驱动轮2的转动轴线异面垂直，即摆臂1的转动轴线位置位于常规移动平台的驱动轴位置，还包括设置在摆臂1上用于驱动独立驱动轮2转动的驱动轮转向驱动件4以及设置在车架3上用于驱动摆臂1摆动的摆动驱动件5，以实现控制独立驱动轮2的转向实现移动平台的转向和控制摆臂1的主动摆动进行越障。
25.本实用新型独立驱动轮2的自转表示独立驱动轮2绕自身轴线进行旋转，进而实现移动平台的移动；而独立驱动轮2的转动，表示独立驱动轮2绕驱动轮转向驱动件4的转动轴线进行转动，实现独立驱动轮2的转向功能；摆臂1的摆动轴线则表示摆臂1与车架3的转动连接轴线，即摆臂轴6的轴线。
26.本实用新型通过设置摆动驱动件5驱动摆臂1的主动摆动使其中一个独立驱动轮2抬起脱离地面进行越障，对于障碍物、壕沟以及角度大的陡坡的通过能力极大的提升，结合驱动轮转向驱动件4控制独立驱动轮2的转向，可以进一步提高移动平台的通过性和灵活性，另外，摆臂1的摆动还可以调整移动平台的姿态，进而改变移动平台的重心和角度，对于特殊需求的移动平台，例如巡逻车而言可以提高车辆的巡逻能力，例如需要巡逻车车身姿态上仰时，可以驱动前轮两侧的摆臂1摆动，前轮着地的独立驱动轮2与车架3底盘的距离会增加，进而使巡逻车变化为仰立状态，使巡逻车上传感器或者武器可以更好的发射，另外，摆臂1的摆动还可以使独立驱动轮2的转向可以在摆臂1摆动之后脱离地面后进行，实现该轮的无摩擦转向。
27.在其中一个实施例中，所述摆动驱动件5与摆臂1之间设置有离合机构11，所述离合机构11控制摆臂1自由摆动或者通过摆动驱动件5主动摆动，在离合机构11使摆臂1脱离摆动驱动件5的控制时，两个独立驱动轮2可以自适应地形，极大的提高了坑洼路面的通过能力，通过设置离合机构11，可以进行轮体组件的自适应模式和主动避障模式进行切换，对不同地形进行选择性使用。
28.本轮体组件还包括l型轮毂安装板12，所述l型轮毂安装板12一端设置在驱动轮转向驱动件4的输出轴，所述独立驱动轮2的自转转轴与l型轮毂安装板12另一端连接，通过l型轮毂安装板12连接独立驱动轮2和摆臂1，便于独立驱动轮2的转向轴线与自转轴线垂直相交，同时连接结构简单可靠。
29.本轮体组件还包括与摆臂1连接的摆臂轴6，所述摆臂1通过摆臂轴6与车架3摆动连接，通过设置摆臂轴6，降低摆臂1与车架3的转动连接难度，本实施例中，离合机构11为设置在摆臂轴6上，且位于摆动驱动件5与摆臂1之间的电磁离合器。
30.所述摆臂轴6通过带座轴承7转动设置在车架3上，便于摆臂轴6与车架3的转动连接，提高转动效率。
31.所述摆动驱动件5包括设置在车架3上的第一伺服电机51、设置在第一伺服电机51输出端与摆臂轴6上的齿轮组件52，伺服电机结合齿轮组件52驱动摆臂轴6转动，可以精准控制摆臂1的摆动角度，同时具有一定的连接强度，保证轮体组件的结构强度。
32.所述驱动轮转向驱动件4包括设置在摆臂1上的中空旋转平台41和第二伺服电机42，采用伺服电机结合中空旋转平台41，可以精准控制独立驱动轮2的转向角度。
33.本实用新型还提供一种全向越障平台，包括车架3和轮体组件，所述轮体组件设置在车架3的前轮和/或后轮位置，且轮体组件沿车架3两侧对称设置，本实用新型所提供的轮体组件可以作为全向越障平台的前轮和后轮，进而提高平台的越障能力，在本轮体组件仅作为全向越障平台的前轮或后轮时，全向越障平台的后轮或前轮则可以为常规的双轮或单轮结构。
34.本全向越障平台还包括设置在车架3上的雷达8、激光测距传感器9和/或云台相机10，还包括与雷达8、激光测距传感器9、云台相机10、驱动轮转向驱动件4和摆动驱动件5电连接的控制器，雷达8、激光测距传感器9和云台相机10用作采集路况，提前获取前方路况，例如障碍物或者壕沟，优选雷达8、激光测距传感器9和云台相机10一起设置，雷达8与云台相机10组合使用，可以获取远距离的路况，为自动全向越障平台提供视觉基础。
35.本全向越障平台还包括用于检测摆臂1摆动角度的角度传感器，可以用于检测摆臂1的角度，便于自动化控制摆臂1摆动。
36.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：

1.一种轮体组件，其特征是，包括摆臂(1)和设置在摆臂(1)两端的独立驱动轮(2)，所述独立驱动轮(2)转动连接在摆臂(1)上，所述独立驱动轮(2)的转动轴线与独立驱动轮(2)的自转轴线垂直相交，所述摆臂(1)位于两个独立驱动轮(2)之间位置与车架(3)转动连接，所述摆臂(1)的摆动轴线与独立驱动轮(2)的转动轴线异面垂直，还包括设置在摆臂(1)上用于驱动独立驱动轮(2)转动的驱动轮转向驱动件(4)以及设置在车架(3)上用于驱动摆臂(1)摆动的摆动驱动件(5)。2.如权利要求1所述的轮体组件，其特征是，所述摆动驱动件(5)与摆臂(1)之间设置有离合机构(11)，所述离合机构(11)控制摆臂(1)自由摆动或者通过摆动驱动件(5)主动摆动。3.如权利要求1所述的轮体组件，其特征是，还包括l型轮毂安装板(12)，所述l型轮毂安装板(12)一端设置在驱动轮转向驱动件(4)的输出轴，所述独立驱动轮(2)的自转转轴与l型轮毂安装板(12)另一端连接。4.如权利要求1-3任一项所述的轮体组件，其特征是，还包括与摆臂(1)连接的摆臂轴(6)，所述摆臂(1)通过摆臂轴(6)与车架(3)摆动连接。5.如权利要求4所述的轮体组件，其特征是，所述摆臂轴(6)通过带座轴承(7)转动设置在车架(3)上。6.如权利要求5所述的轮体组件，其特征是，所述摆动驱动件(5)包括设置在车架(3)上的第一伺服电机(51)、设置在第一伺服电机(51)输出端与摆臂轴(6)上的齿轮组件(52)。7.如权利要求1-3任一项所述的轮体组件，其特征是，所述驱动轮转向驱动件(4)包括设置在摆臂(1)上的中空旋转平台(41)和第二伺服电机(42)。8.一种全向越障平台，其特征是，包括车架(3)和如权利要求1-7任一项所述的轮体组件，所述轮体组件设置在车架(3)的前轮位置和/或后轮位置，且轮体组件沿车架(3)两侧对称设置。9.如权利要求8所述的全向越障平台，其特征是，还包括设置在车架(3)上的雷达(8)、激光测距传感器(9)和/或云台相机(10)，还包括与雷达(8)、激光测距传感器(9)、云台相机(10)、驱动轮转向驱动件(4)和摆动驱动件(5)电连接的控制器。10.如权利要求8所述的全向越障平台，其特征是，还包括用于检测摆臂(1)摆动角度的角度传感器。

技术总结

本实用新型属于移动设备领域，具体是涉及到一种轮体组件及全向越障平台，包括摆臂和设置在摆臂两端的独立驱动轮，独立驱动轮转动连接在摆臂上，独立驱动轮的转动轴线与独立驱动轮的自转轴线垂直相交，摆臂位于两个独立驱动轮之间位置与车架转动连接，摆臂的摆动轴线与独立驱动轮的转动轴线异面垂直，还包括设置在摆臂上用于驱动独立驱动轮转动的驱动轮转向驱动件以及设置在车架上用于驱动摆臂摆动的摆动驱动件，通过设置摆动驱动件驱动摆臂的主动摆动使其中一个独立驱动轮抬起并脱离地面进行越障，对于障碍物、壕沟以及角度大的陡坡的通过能力极大的提升，结合驱动轮转向驱动件控制独立驱动轮的转向，可以进一步提高移动平台的通过性和灵活性。台的通过性和灵活性。台的通过性和灵活性。