一種全向行進(jìn)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種全向行進(jìn)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人一般采用兩個(gè)主動(dòng)輪、三個(gè)主動(dòng)輪作為移動(dòng)裝置。而對于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，要求具備三個(gè)參數(shù)，坐標(biāo)和方向角，即(Χ，Υ，Θ)，而兩輪機(jī)器人只有兩個(gè)主動(dòng)輪.因此是不完整約束，所以兩輪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡是由圓弧和圓弧的切線組成的，這樣對于運(yùn)動(dòng)過程中的準(zhǔn)確定位很不方便。
[0003]采用三個(gè)主動(dòng)輪時(shí)，對于三個(gè)參數(shù)，坐標(biāo)和方向角，(Χ，Υ，Θ)是完整約束，從一點(diǎn)到另外一點(diǎn)可以直線運(yùn)動(dòng).并且能夠在行進(jìn)中轉(zhuǎn)向.軌跡可以歸結(jié)為折線。三輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能較之兩輪有了很大的提高，但是由于電機(jī)控制有加速過程.當(dāng)給定機(jī)器人的橫向和縱向速度時(shí)，分配給三個(gè)輪子的速度可能有較大的差，這樣加速時(shí)間就會(huì)有不同.因此機(jī)器人在啟動(dòng)時(shí)就偏離了預(yù)定的方向。這個(gè)偏差固然可以用視覺來糾正。而從設(shè)計(jì)角度可以通過增加一個(gè)主動(dòng)輪來降低這種誤差，也就是四輪機(jī)器人。
[0004]四輪機(jī)器人跟三輪相比，在各方向的驅(qū)動(dòng)力和加速度的分布上有明顯優(yōu)勢，即四輪結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)合力最大值和驅(qū)動(dòng)力分布空間大小上都要優(yōu)于三輪結(jié)構(gòu)。但是現(xiàn)有的四輪機(jī)器人采用輪子呈90°對稱分布的標(biāo)準(zhǔn)四輪結(jié)構(gòu)，所以機(jī)器人正面和后面的寬度相等，使得機(jī)器人不適合應(yīng)用在正面需要較寬寬度的場合。
[0005]并且現(xiàn)有的機(jī)器人輪子不能實(shí)現(xiàn)機(jī)身在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向時(shí)也很不靈活，且原地轉(zhuǎn)向時(shí)存在轉(zhuǎn)向半徑限制，使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)非常不靈敏。
[0006]基于以上描述，亟需一種全向行進(jìn)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的機(jī)器人輪子不能實(shí)現(xiàn)機(jī)身在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向時(shí)也很不靈活，且原地轉(zhuǎn)向時(shí)存在轉(zhuǎn)向半徑限制，使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)非常不靈敏的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型目的之一在于提供一種全向行進(jìn)機(jī)器人，該機(jī)器人增加了正面的寬度，適合應(yīng)用在正面需要較寬寬度的場合，并且可以實(shí)現(xiàn)機(jī)身在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向時(shí)也很靈活，且原地轉(zhuǎn)向無轉(zhuǎn)向半徑限制，可以使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加靈敏。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]—種全向行進(jìn)機(jī)器人，包括移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置的下端設(shè)置有四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，四個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪分為前后兩組，每組具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，位于前端的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪之間的夾角為120°，位于后端的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪之間的夾角為90° ;
[0010]每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪包括拼接在一起的兩個(gè)大輪子，且兩個(gè)大輪子相互平行；每個(gè)大輪子的外壁邊緣安裝有一圈間隔設(shè)置的小輪子，所述大輪子結(jié)合小輪子使得所述移動(dòng)裝置在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)；
[0011]每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的中央位置設(shè)置有與外界傳動(dòng)裝置相連接的安裝孔徑。
[0012]作為優(yōu)選，每個(gè)所述大輪子的外壁邊緣安裝有一圈間隔設(shè)置的小輪軸安裝槽，每個(gè)所述小輪子安裝在對應(yīng)的小輪軸安裝槽內(nèi)；每個(gè)所述大輪子上還設(shè)置有螺絲孔，兩個(gè)所述大輪子之間通過依次穿過兩個(gè)螺絲孔的螺釘緊固連接。
[0013]作為優(yōu)選，每個(gè)大輪子的邊緣安裝有20至28個(gè)小輪子，且小輪子的邊緣突出大輪子的邊緣2mm ο
[0014]作為優(yōu)選，位于每個(gè)大輪子上的所有小輪子均勻分布；
[0015]所述大輪子和所述小輪子均采用鋁制材料。
[0016]作為優(yōu)選，在每個(gè)所述大輪子的圓盤上對稱的設(shè)置了多個(gè)通孔。
[0017]作為優(yōu)選，對應(yīng)每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)自帶減速箱和光電編碼器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸通過傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)輪連接，所述傳動(dòng)裝置包括連軸和聯(lián)軸器，所述連軸的后端固定在驅(qū)動(dòng)輪上，所述聯(lián)軸器的前端和電機(jī)軸相連，后端和連軸的前端相連，所述連軸的軸桿外部套設(shè)有軸承。
[0018]作為優(yōu)選，所述連軸的底端設(shè)置有底座，所述底座上設(shè)置有若干個(gè)底座連接孔，所述驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)置有與底座連接孔對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪連接孔，所述連軸通過依次穿過底座連接孔和驅(qū)動(dòng)輪連接孔的緊固裝置固定在所述驅(qū)動(dòng)輪上。
[0019]作為優(yōu)選，所述聯(lián)軸器的中間部位設(shè)置有減震裝置。
[0020]作為優(yōu)選，所述全向行進(jìn)機(jī)器人還包括承重部件、支撐部件和固定部件；
[0021]所述承重部件安裝在移動(dòng)裝置外側(cè)，用來固定驅(qū)動(dòng)輪和承受重量；
[0022]所述支撐部件和固定部件安裝在移動(dòng)裝置內(nèi)側(cè)，用來將驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在移動(dòng)裝置上;
[0023]所述支撐部件和固定部件均采用半圓形結(jié)構(gòu)，且通過緊固裝置固定在一起，位于所述固定部件內(nèi)側(cè)的小圓槽用來固定電機(jī)。
[0024]作為優(yōu)選，所述電機(jī)采用型號(hào)為RE36型功率70W的空芯杯轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。
[0025]本實(shí)用新型提供的全向行進(jìn)機(jī)器人具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026](I)由于本申請?zhí)峁┑臋C(jī)器人的移動(dòng)裝置的下端設(shè)置有四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，四個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪分為前后兩組，每組具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，位于前端的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪之間的夾角為120°，位于后端的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪之間的夾角為90°，與四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的夾角均為90°對稱分布的方案相比，該方案增加了正面的寬度，可以適用于更多的場合。
[0027](2)由于驅(qū)動(dòng)輪采用了全向輪結(jié)構(gòu)，即在大輪邊緣套小輪組成的復(fù)合輪子結(jié)構(gòu)，具體的，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪包括拼接在一起的兩個(gè)大輪子，且兩個(gè)大輪子相互平行，每個(gè)大輪子的外壁邊緣安裝有一圈間隔設(shè)置的小輪子，所述大輪子結(jié)合小輪子使得所述移動(dòng)裝置在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向時(shí)也很靈活，且原地轉(zhuǎn)向無轉(zhuǎn)向半徑限制，可以使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加靈敏。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型提供的機(jī)器人四輪結(jié)構(gòu)布局示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型提供的驅(qū)動(dòng)輪的主視圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型提供的驅(qū)動(dòng)輪的優(yōu)選方案的主視圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型提供的連軸的主視圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型提供的連軸的側(cè)視圖。
[0033]其中，
[0034]1-移動(dòng)裝置；2_驅(qū)動(dòng)輪；3_連軸；
[0035]21-大輪子；
[0036]211-螺絲孔；212-小輪軸安裝槽；213_通孔；214_安裝孔徑；
[0037]31-底座；
[0038]311-底座連接孔。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0040]本申請?zhí)峁┑娜蛐羞M(jìn)機(jī)器人包括移動(dòng)裝置1，如圖1所示，所述移動(dòng)裝置I的下端設(shè)置有四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2，四個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪2分為前后兩組，每組具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2?？紤]到輪式機(jī)器人較多的被用于機(jī)器人足球比賽，所以需要增加正面的寬度裝設(shè)彈射裝置，因此本方案并沒有采用輪子呈90°對稱分布的標(biāo)準(zhǔn)四輪結(jié)構(gòu)，而是將前端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2之間的夾角呈120°分布，位于后端的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)輪2之間的夾角呈90°分布，將前端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2都后移了 15°的布局方式。這種結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的四輪結(jié)構(gòu)在各方向上的最大加速度和最大速度很接近。但是該方案增加了正面的寬度，可以適用于更多的場合。本方案采用了四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)，不但給予了機(jī)器人更大的驅(qū)動(dòng)力，而且可以使機(jī)器人靈活的實(shí)現(xiàn)全向行進(jìn)。
[0041]每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2包括拼接在一起的兩個(gè)大輪子21，且兩個(gè)大輪子21相互平行。每個(gè)大輪子21的外壁邊緣安裝有一圈間隔設(shè)置的小輪子，大輪子21邊緣套小輪子組成的復(fù)合輪子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的全向輪與一般的輪式機(jī)器人采用的輪子相比，可沿周向和軸向兩個(gè)方向行駛，因此可以使得所述移動(dòng)裝置I在不轉(zhuǎn)向的情況下進(jìn)行各個(gè)方向的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)向時(shí)也很靈活，且原地轉(zhuǎn)向無轉(zhuǎn)向半徑限制，可以使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加靈敏。
[0042]在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，位于大輪子21上的各個(gè)小輪子一般均處于純滾動(dòng)狀態(tài)，不易磨損，小輪子的軸的受力情況也較好，對各個(gè)小輪子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速控制得當(dāng)，即可實(shí)現(xiàn)精確定位和軌跡跟蹤。
[0043]每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2的中央位置設(shè)置有安裝孔徑214，驅(qū)動(dòng)輪2通過安裝孔徑214與外界的傳動(dòng)裝置相連接。
[0044]如圖2至圖3所示，每個(gè)所述大輪子21的外壁邊緣安裝有一圈間隔設(shè)置的小輪軸安裝槽212，每個(gè)所述小輪子安裝在對應(yīng)的小輪軸安裝