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原文传递主被动差动混联支腿及六自由度调姿平台

专利名称：	主被动差动混联支腿及六自由度调姿平台
摘要：	本发明公开了一种主被动差动混联支腿，其包括具体包括基座、转向台、升降台、车轮座、车轮及电机减速传动系统，其中转向台与基座转动连接；升降台与转向台滑动连接且直线驱动器驱动；车轮座与升降台转动连接；所述车轮与车轮座转动连接；采用多支腿分布并联形式构建成六自由度高调姿平台，其包括车架、分布式控制器以及多支链并联腿，其中多支腿通过基座与车架固联。本发明将全向运动与调姿融合一起，解决了现有调姿平台固定或运动不灵活、结构过度复杂、占用空间高度过大、运动误差大的问题，有效扩展了六自由度调姿平台的使用范围。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	周玉林;褚洪鹏;赵丽辉;刘毅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910754164.6
公开号：	CN110481673A
代理机构：	北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	马媛媛
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号
主权项：	1.一种主被动差动混联支腿，其包括基座、升降台、车轮座和独立悬挂组件，其特征在于，所述基座通过转盘轴承转动连接有转向台，所述转盘轴承的外周设置有轮齿，所述转向电机设置在所述基座内，所述转向电机的输出轴上的传动齿轮与所述轮齿配合进行所述转向台转动及定位；所述升降台上设置有导轨，所述转向台上设置有滑块，所述升降台固连升降电机，所述升降电机通过同步带传动带动直线驱动器进行动作，从而带动所述滑块与所述导轨配合使所述升降台与所述转向台滑动连接；以及所述车轮座转动连接所述升降台，所述车轮座与升降台转动连接处设有摆动轴承；所述车轮座设置有转动连接的第一车轮和第二车轮；第一车轮和第二车轮中至少有一个为主动轮，或第一车轮和第二车轮均为主动轮；所述第一车轮和第二车轮的转动运动由行走双电机减速器分别主动同步驱动或者差动驱动，或者由行走单电机通过差动轮系间接驱动；以及所述独立悬挂组件设置在所述升降台与所述转向台之间，所述独立悬挂组件包括悬挂固定板、弹簧、弹簧撞块、升降撞块和导向柱；在所述独立悬挂组件中，所述弹簧的压缩行程小于升降台的升降行程，升降运动与独立悬挂为并联关系，且升降运动行程大于弹簧长度；所述升降台升降距离大于弹簧长度时，能够为升降电机控制的刚性主动减振；所述升降台的升降距离小于弹簧长度时，升降撞块与弹簧撞块接触，升降电机的抱闸打开，能够因基于弹簧的独立悬挂的柔性而被动减振，且上述主动减振和被动减振构成刚柔耦合减振结构。 2.根据权利要求1所述的主被动差动混联支腿，其特征在于，所述直线驱动器包括螺母、丝杆、升降电机、轴承座以及同步带，所述螺母与所述转向台固连，所述丝杆的两端均设有轴承座，所述轴承座与所述升降台固连，所述升降电机通过同步带带动所述丝杆运动从而实现升降台的升降；所述升降电机固连至所述升降台，所述升降电机的输出轴连接主动带轮，通过所述同步带带动被动带轮运动，所述被动带轮连接直线驱动器输入端，所述输入端为所述丝杆。 3.根据权利要求2所述的主被动差动混联支腿，其特征在于，所述差动轮系包括与第一车轮固连的第一锥齿轮，与第二车轮固连的第二锥齿轮，同时与第一锥齿轮、第二锥齿轮相啮合的行星锥齿轮，所述行星锥齿轮铰接于行星架上，所述行星架固连于大齿轮的一端面，所述大锥齿轮与车轮座转动连接，且大锥齿轮由与其啮合的驱动锥齿轮驱动，所述驱动锥齿轮与行走单电机的输出轴固连；在差动轮系的外壳体上、与行走单电机输出轴线重合位置，与第一第二车轮轴线垂直相交对称设置两转动副，与所述升降台构成转动连接，形成转动副Rx。 4.根据权利要求1至3之一所述的主被动差动混联支腿，其特征在于，所述基座上设有抱闸或离合器，以便控制锁定转向台防止其相对基座转动；所述基座上还设有角度传感器，所述角度传感器连接检测齿轮，检测所述转向台相对所述基座之间的转角。 5.一种含有权利要求1至4中任一项所述主被动差动混联支腿的六自由度调姿平台，其特征在于，其包括车架、控制器以及多条所述主被动差动混联支腿，所述车架与多条所述主被动差动混联支腿中的基座固定连接；所述车架设有电池组，用来给所述控制器和所述主被动差动混联支腿供电；每条所述主被动差动混联支腿中的转动台的转动轴线彼此平行；且每条所述主被动差动混联支腿中的升降台的直线导轨彼此平行；至少有两条所述主被动差动混联支腿为驱动腿，所述转向电机、直线驱动器为主动驱动、第一车轮和第二车轮中至少有一个为主动轮或均为主动驱动；与所述车架固定连接的所述主被动差动混联支腿的所述第一车轮和第二车轮均与地面接触且在接触点垂直地面方向无自由度，所述车架、与所述车架相固定连接的全部所述主被动差动混联支腿与地面构成六自由度调姿平台。 6.根据权利要求5所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述主被动差动混联支腿的数量为三条时，且所述混联支腿为主被动差动混联支腿，各主被动差动混联支腿中的基座分别与车架固连，所述三条主被动差动混联支腿呈三角形布置。 7.根据权利要求5所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述主被动差动混联支腿的数量为四条时，分别设于车架的四个角上，四条所述主被动差动混联支腿中有两条或者三条或者四条均为驱动腿。 8.根据权利要求5所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述主被动差动混联支腿的数量是六条时，分别布置于车架的两端或两侧且呈日字形布置。 9.根据权利要求5所述的六自由度调姿平台，其特在在于，所述车架的四周安装或搭载摄像头、超声波、激光雷达或者毫米波雷达，用来提高六自由度调姿平台对外界环境的感知能力，所述车架上还设有搭载垂直升降台或机器人从而扩展应用范围。
所属类别：	发明专利