一种原地转向的轮式机器人底座机构

摘要

本发明公开了一种原地转向的轮式机器人底座机构，该底座机构包括有机架组件、轮系组件、转向和移动组件三个部分，轮系组件安装在机架组件的下方，转向和移动组件用于驱动轮系组件的转向和平移。当载体安装在机架上时，轮系组件的运动由转接件来传递，转接件的驱动力由转向和移动组件中的两个电机、四个同步带以及八个带轮协作实现，因此保证了机架的平稳转向和移动。本发明底座机构的转向由第一步进电机单独驱动完成，底座机构的移动由第二步进电机单独驱动完成，本底座机构只用两个电机既可实现转向和移动功能，又可使两种运动完全解耦，控制简单。

主权项

一种原地转向的轮式机器人底座机构，其特征在于：该底座机构包括有机架组件(1)、轮系组件、转向和移动组件(3)三个部分；机架组件(1)包括有A转接件(11)、B转接件(12)、C转接件(13)、D转接件(14)、转向轴(15)和四边形机架(16)；四边形机架(16)的中部设有中横梁(165)，该中横梁(165)上设有中心通孔(165a)和电机轴过孔(165b)；所述中心通孔(165a)内安装有E角接触轴承(152)，该E角接触轴承(152)套接在转向轴(15)上；所述电机轴过孔(165b)用于第一步进电机(34)的电机轴穿过，而第一步进电机(34)的机壳则固定安装在中横梁(165)上；四边形机架(16)的四个角上设有A通孔(161)、B通孔(162)、C通孔(163)和D通孔(164)；其中：所述A通孔(161)内安装有C转接件(13)的C角接触轴承(132)，该C角接触轴承(132)套接在C转轴(131)上；所述B通孔(162)内安装有A转接件(11)的A角接触轴承(112)，该A角接触轴承(112)套接在A转轴(111)上；所述C通孔(163)内安装有B转接件(12)的B角接触轴承(122)，该B角接触轴承(122)套接在B转轴(121)上；所述D通孔(164)内安装有D转接件(14)的D角接触轴承(142)，该D角接触轴承(142)套接在D转轴(141)上；A转接件(11)由A转轴(111)、A角接触轴承(112)和A螺母(113)组成，A角接触轴承(112)与A转轴(111)的一端套接，A转轴(111)的另一端通过A螺母(113)实现与A万向轮(21a)的轮架(21)的固定连接；B转接件(12)由B转轴(121)、B角接触轴承(122)和B螺母(123)组成，B角接触轴承(122)与B转轴(121)的一端套接，B转轴(121)的另一端通过B螺母(123)实现与B万向轮(22a)的轮架(22)的固定连接；C转接件(13)由C转轴(131)、C角接触轴承(132)和C螺母(133)组成，C角接触轴承(132)与C转轴(131)套接，C转轴(131)的另一端通过C螺母(133)实现与A定向轮(21a)的轮架(21)的固定连接，C转轴(131)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的G带轮(47)；D转接件(14)由D转轴(141)、D角接触轴承(142)和D螺母(143)组成，D角接触轴承(142)与D转轴(141)套接，D转轴(141)的另一端通过D螺母(143)实现与B定向轮(24a)的轮架(24)的固定连接，D转轴(141)的一端上套接有转向和移动组件(3)中的H带轮(48)；轮系组件包括有A万向轮(21a)、B万向轮(22a)、A定向轮(23a)、B定向轮(24a)和动力定向轮(25)；A万向轮(21a)与A转接件(11)连接，B万向轮(22a)与B转接件(12)连接，A定向轮(23a)与C转接件(13)连接，B定向轮(24a)与D转接件(14)连接；所述动力定向轮(25)由U形轮架(251)、动力转轴(252)、轮子(253)、A滚珠轴承(254)和B滚珠轴承(255)组成，轮子(253)安装在动力转轴(252)上，动力转轴(252)的一端套接有A滚珠轴承(254)，动力转轴(252)的另一端套接有B滚珠轴承(255)，该A滚珠轴承(254)安装在U形轮架(251)的一支臂的通孔内，该B滚珠轴承(255)安装在U形轮架(251)的另一支臂的通孔内；转向和移动组件(3)包括有安装板(37)、电机支撑架(38)、第一步进电机(34)、第二步进电机(35)、A转向同步带(31)、B转向同步带(32)、C转向同步带(33)、移动同步带(36)、A带轮(41)、B带轮(42)、C带轮(43)、D带轮(44)、E带轮(45)、F带轮(46)、G带轮(47)和H带轮(48)；安装板(37)上设有平板(371)和套筒(372)，平板(371)用于安装电机支撑架(38)，套筒(372)内套接有转向轴(15)的上端；第一步进电机(34)的输出轴上连接有A带轮(41)；第二步进电机(35)的输出轴上连接有F带轮(46)；A带轮(41)与B带轮(42)之间套接有A转向同步带(31)；C带轮(43)与F带轮(46)之间套接有移动同步带(36)；D带轮(44)与H带轮(48)之间套接有C转向同步带(33)；E带轮(45)与G带轮(47)之间套接有B转向同步带(32)；E带轮(45)、D带轮(44)和B带轮(42)从上至下安装在转向轴(15)上。