科创中国
能实现车轮90度摆动的AGV车辆万向移动驱动机构
发布时间: 2022-07-04
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利,实用新型专利
行业领域：
高端装备制造产业,制造业
成果介绍
底盘的车轮能够在各个方向自由平移与原地转向是当今评价互联网运输机器人运动功能的重要指针，如AGV车辆机器人等，它们能够通过电磁或光学等自动导引装置，沿规定的导引路径行驶，但该类互联网运输机器人大多依然采用原有的普通车轮及转向机构，传统的车轮转向机构限制了车轮的摆动角度，轮式机器人需要平移且空间不足时，仍然需要通过机器人底盘前后轮的来回挪动实现自身的横向移动，因此，在不改变原有机器人底盘车轮形状的前提下，实现车轮横向摆动的同时传动不丢失，成为了本项目的研究目标。
当今国外有关互联网运输机器人的横向移动技术中，有部分车轮已经实现了横向移动，但主要是通过改变车轮的形状或增加伺服电机的数量来实现，如瑞典麦克纳姆公司的麦克纳姆轮，这种车轮，依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量，从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可实现全方位移动功能，但是这种车轮结构复杂，制造成本高，电气控制系统复杂，仅用于地面平整的地面，对于运输机器人行驶的坑洼不平地面是不能应用的。
国内相关互联网运输机器人移动技术中，要实现机器人横向移动，通常增加驱动电机数量来实现，如每个车轮驱动需要单独驱动电机，车轮摆动也需要单独电机进行驱动，故增加了机器人的制造成本，电气控制电路也非常复杂，不利于互联网运输机器人的转向可靠性与准确性。
为此本项目创新设计了适用与普通车轮及轮式移动机器人车轮的AGV车辆万向移动驱动机构，通过该机构，可在不改变现有机器人底盘车轮形状和转向方式的前提下，实现轮式机器人的左右转向及车轮的横向摆动，实现其任意角度横向移动。AGV车辆万向移动驱动机构由弧面摆动齿轮、导向齿、支座、保持架等零部件组成，该机构通过弧面摆动齿轮摆动和传动同时进行的特点，在导向齿保持摆动轨迹作用下，实现了整个机构的摆动、传动、变速同时进行的功能，进而实现AGV运输机器人横向摆动的前提下传动不丢失，车轮的摆动展角为0-180°。
该机构的配备，可实现AGV互联网运输机器人各个方向的平移、横向移动及原地绕自身旋转。通过纯机械机构简化运输机器人的机械控制系统，减少伺服电机数量，降低制造成本，优化互联网机器人的运行路线，提高其传动和转向的可靠性和运输效率。
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