[发明专利]一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台

说明书

技术领域

本发明涉及全向轮应用领域，具体是一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台。

背景技术

麦卡纳姆轮是一种全方位四轮移动机构。这种车轮由两部分组成，即主动的轮毂和沿轮毂外缘按一定方向均匀分布着的多个从动辊子。当车轮旋转时，轮心相对于地面的速度是轮毂速度与辊子滚动速的合成，两个夹角间有一个偏离角。由于每个车轮均有这个特点，经适当组合后就可以实现车体的全方位移动和原地转向运动。由于具有全向移动，转向空间小等优点，麦卡纳姆轮的移动平台在仓库、厂房等场合得到了广泛的应用。

但是麦卡纳姆轮的缺点也很明显，由于边缘小辊子的存在，麦卡纳姆轮的承载能力不强且容易磨损。对于需要大的承重量的麦卡纳姆轮移动平台，一般的解决办法是是增加车轮的数目，这种方法可以解决承载力的问题但是磨损的问题依然存在。从而影响了麦卡纳姆轮移动平台的使用寿命。

发明内容

要解决的技术问题

本发明针对麦卡纳姆轮承载能力不强、容易磨损的弊端，提出了一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台，整个移动平台及其负载由气垫单元来承载，而麦卡纳姆轮只是用来起到驱动作用，并不主要承载负重。这样既可以发挥麦卡纳姆轮全向移动、转向空间小的优点，又可以减少麦卡纳姆轮的磨损。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台，其特征在于：由车架、气垫单元、空气弹簧、摆臂式悬架、麦卡纳姆轮和电磁铁组成；车架分为前架、中架和后架，前架、中架和后架上部通过上部支承板连接；在前架和后架下部安装有气垫单元；在中架下部安装有电磁铁；在前架与中架之间和后架与中架之间，分别安装有一组摆臂式悬架；所述摆臂式悬架由摆臂、上铰链、下铰链、车桥、弹簧减震器、电机、减速器和轮毂连接法兰组成；摆臂上部通过空气弹簧与车架的上部支承板连接，摆臂侧面与前架后侧面或后架前侧面通过铰链连接；摆臂下部与上铰链固定连接，下铰链与车桥固定连接，上铰链与下铰链铰接；摆臂两端下部与车桥两端上部分别通过弹簧减震器连接；车桥两端分别固定有轮毂连接法兰，轮毂连接法兰外侧与麦卡纳姆轮连接，轮毂连接法兰内侧依次与减速器、电机连接。

有益效果

本发明实现了一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台结构，在移动过程中，整个移动平台及其负载重量由气垫单元来承载，而麦卡纳姆轮只是用来起到驱动作用，并不主要承载负重。这样既可以发挥麦卡纳姆轮全向移动、转向空间小的优点，又可以减少麦卡纳姆轮的磨损。移动到指定位置之后，可以通过底部的电磁铁与地面预设的钢板吸附，整个平台固定稳固可靠。

附图说明

图1：基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台结构的结构示意图；

图2：基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台结构的底视图；

图3：车架示意图；

图4：摆臂式悬架的侧视图；

图5：摆臂式悬架的前视图；

其中：1、车架；2、气垫单元；3、空气弹簧；4、摆臂式悬架；5、麦卡纳姆轮；6、电磁铁；7、前架；8、中架；9、后架；10、上部支承板；11、摆臂；12、上铰链；13、下铰链；14、车桥；15、弹簧减震器；16、电机；17、减速器；18、轮毂连接法兰。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1，本实施例中的基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台由车架1、气垫单元2、空气弹簧3、摆臂式悬架4、麦卡纳姆轮5和电磁铁6组成。整体结构前后对称、左右对称。参照附图3所述车架分为前架7、中架8和后架9，前架、中架和后架的上部通过上部支承板10连接。

所述的气垫单元2有四个，与车架固定连接，分别安装在车架的前架及后架底部的两侧。所述的电磁铁6均匀的安装在中架底部。

在前架与中架之间和后架与中架之间，分别安装有一组摆臂式悬架。参照附图4和附图5，所述摆臂式悬架由摆臂11、上铰链12、下铰链13、车桥14、弹簧减震器15、电机16、减速器17和轮毂连接法兰18组成。摆臂上部两端分别通过空气弹簧与车架的上部支承板连接，通过空气弹簧的伸缩运动带动摆臂式悬架摆动；摆臂侧面与前架后侧面或后架前侧面通过铰链连接。摆臂下部与上铰链焊接，下铰链与车桥焊接，上铰链与下铰链铰接；摆臂两端下部与车桥两端上部分别通过弹簧减震器连接，弹簧减震器两端分别与摆臂和车桥铰接；车桥两端分别焊接有轮毂连接法兰，轮毂连接法兰外侧与麦卡纳姆轮连接，轮毂连接法兰内侧依次与减速器、电机连接。

气垫模块分布在车体下方四个角上，平台运动过程中，车体及负载重量主要由气垫模块承受，通过调节空气弹簧的伸缩量，麦卡纳姆轮接触地面，为移动平台提供驱动力。这样移动平台的可以有很大的负载能力，由于气垫的作用下，所需要的驱动力又比较小，麦卡纳姆轮的磨损比较小。弹簧减震器可以保证平台在移动过程中四个车轮同时着地，且具有一定的缓冲减震作用。当移动平台移动到指定位置之后，控制空气弹簧收缩，麦卡纳姆轮脱离地面，随后气垫模块停止工作，中架底部安装的电磁铁与地面预设的钢板吸附，将移动平台固定在指定地面，这样整个平台固定稳固、可靠。