一種具有非接觸式接地角測量的機器人輪子的製作方法
2023-05-28 05:32:46
專利名稱：一種具有非接觸式接地角測量的機器人輪子的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種輪子，具體地說是一種用於移動機器人的輪子。
(二)
背景技術：
一種具有非接觸式接地角測量的機器人輪子，對於研究地面力學，建立以機 器人某些指標如質量、穩定性、能耗等為目標的多目標函數模型，具有重要的意 義。當今世界，機器人研究越來越受到廣泛關注，特別是崎嶇地面上的移動機器 人技術已經成為研究熱點。移動機器人已經在海洋、軍事、航天、服務、娛樂等 各個領域內彰顯實力，其發展前途不可限量。地面力學是研究越野行駛中機器與 地面相互作用的一門力學學科，其對指導移動機器人設計和性能試驗方面具有重 要意義。
由於輪式移動機器人在與地面的接觸過程中，受到的阻力有多種(如壓緊阻 力、推土阻力、滾動阻力、重力阻力)，而輪子的形狀、尺寸，行走機構的總體 質量、地面壓力角等和這些阻力有著密切的關係，互相制約，因此有必要對相關 的機器人參數進行優化。基於地面力學，建立以機器人某些指標如質量、穩定性、 能耗、接地角等為目標的多目標函數模型，通過相應算法進行優化，最終得到機 器人整體優化構型是機器人設計中的必須注意的問題。
與本發明申請相關的公開報導有中國專利申請號為200710034343的專利 文件中公開的"一種移動機器人三維環境感知方法"；美國專利申請號為 200801 35312的專利文件中公開的"MOBILE ROBOT"等。
(三)
發明內容
本發明的目的在於提供一種結構簡單、緊湊、可靠，地面適應性強的優點， 能感知地面情況，並相應的可測量輪子的地面接觸角的一種具有非接觸式接地角 測量的機器人輪子。
本發明的目的是這樣實現的
其組成包括主動輪緣1、軸承支撐法蘭盤3、 IGUS滑動軸承4、夾持套5、 兩面帶防塵蓋深溝球軸承7、電機軸套8、諧波減速機IO、電機法蘭盤ll、輪臂夾持套12、第一電動機14、第二電動機15、雷射雷達16、電機夾持套18;第 一電動機14的外殼、電機法蘭盤ll、諧波減速機10輸入剛輪及夾持套5固定 連接，電機軸套8套裝固定在第一電動機14的輸出軸上，並將電動機14的扭矩 傳遞到諧波減速機10波發生器，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的輸出剛輪固定連接，第二電動機15的外殼體與夾持套5通過螺釘固 定連接，電動機15與雷射雷達16通過鍵連接。
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，通過雷射雷達三維成像原理的使用，感知地面情況，增強了 機器人視覺能力，並相應的可測量輪子的地面接觸角。
(四)
圖l是本發明的結構示意圖。
(五)
具體實施例方式
下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述
結合圖1，本發明的具有非接觸式接地角測量的機器人輪子的組成部件為 主動輪緣1、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、軸用彈性擋 圈13、電動機14、電動機15、雷射雷達16、內六角圓柱螺釘組件17、電機夾 持套18、內六角圓柱螺釘組件19。電動機14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17和內六角圓柱螺釘組件 19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14的輸出軸上， 並通過圓頭普通平鍵9，將電動機14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套裝固定於諧波減速機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18通過螺栓夾緊於夾持套5，將軸用彈性擋圈13套裝連接 於夾持套5，防止主動輪緣l軸向移動。電動機15的外殼體與夾持套5通過螺 釘固定連接，電動機15與雷射雷達16通過鍵連接，這樣的連接結構，具有機構緊湊，功能強，並可測量地面接觸角等優點。
其工作原理是啟動電動機14和電動機15，進入正常工作狀態。電動機" 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14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IO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，由於軸承支撐法蘭盤3與 主動輪緣1是通過六角頭全螺紋螺栓組件2之間固定連接，帶動主動輪緣1發生 轉動，輪臂夾持套12與電機夾持套18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，電動機15帶動雷射雷達16轉動，雷射雷達16對地 面進行三維成像處理。增強了機器人視覺能力，並相應的可測量輪子的地面接觸 角。
權利要求
1、一種具有非接觸式接地角測量的機器人輪子，其組成包括主動輪緣(1)、軸承支撐法蘭盤(3)、滑動軸承(4)、夾持套(5)、兩面帶防塵蓋深溝球軸承(7)、電機軸套(8)、諧波減速機(10)、電機法蘭盤(11)、輪臂夾持套(12)、第一電動機(14)、第二電動機(15)、雷射雷達(16)、電機夾持套(18)；其特徵是第一電動機(14)的外殼、電機法蘭盤(11)、諧波減速機(10)輸入剛輪及夾持套(5)固定連接，電機軸套(8)套裝固定在第一電動機(14)的輸出軸上，並將電動機(14)的扭矩傳遞到諧波減速機(10)波發生器，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)的輸出剛輪固定連接，第二電動機(15)的外殼體與夾持套(5)通過螺釘固定連接，第二電動機(15)與雷射雷達(16)通過鍵連接。
全文摘要
本發明提供的是一種具有非接觸式接地角測量的機器人輪子。其組成包括主動輪緣(1)、軸承支撐法蘭盤(3)、滑動軸承(4)、夾持套(5)、兩面帶防塵蓋深溝球軸承(7)、電機軸套(8)、諧波減速機(10)、電機法蘭盤(11)、輪臂夾持套(12)、第一電動機(14)、第二電動機(15)、雷射雷達(16)、電機夾持套(18)。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，通過雷射雷達三維成像原理的使用，感知地面情況，增強了機器人視覺能力，並相應的可測量輪子的地面接觸角。
文檔編號B25J19/00GK101628421SQ20091007264
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
發明者張振宇, 賀 徐, 欒鈺琨, 武永見, 開 薛, 譚大偉 申請人:哈爾濱工程大學