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原文传递大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台

专利名称：	大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台
摘要：	本发明涉及一种大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其包括车架单元和多个三驱动腿单元，车架单元包括车架、防撞条、腿单元接口、激光测距仪、倾角仪、蓄电池组、控制器和驱动器，每个三驱动腿单元均包括升降模块、转向模块和移动模块，多个三驱动腿单元对称布置于车架底面的第一侧和第二侧，通过协调控制多个三驱动腿单元实现车架单元沿X轴、Y轴、Z轴的移动和绕X轴、Y轴、Z轴的转动，即可实现车架单元的全向运动和六自由度调姿。本发明提供的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台能够适应各种地面以及全自动化调姿的需求，同时在调姿过程中无虚拟腿的产生，具有负载能力强、可越障和全向移动的优点。
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;梅有恩;黄涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910754187.7
公开号：	CN110498059A
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：	韩燕
分类号：	B64F5/10(2017.01);B;B64;B64F;B64F5
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：	1.一种大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，其包括车架单元和多个三驱动腿单元，所述车架单元包括车架、防撞条、腿单元接口、激光测距仪、倾角仪、蓄电池组、控制器和驱动器，所述车架整体为桁架结构，所述车架上搭载GPS或其他定位系统，所述车架的四周设有所述防撞条和激光测距仪，所述倾角仪设于所述车架底面的中间位置，且所述车架底面的第一侧和第二侧分别对称设有多个所述腿单元接口，所述车架的第一端安装有所述蓄电池组，且其第二端安装有所述控制器和驱动器；每个所述三驱动腿单元均包括升降模块、转向模块和移动模块，所述升降模块包括升降电机、升降减速器、升降扭矩传感器、升降电机支座、主动带轮、从动带轮、同步带、丝杠、上丝杠支座、下丝杠支座、电机基板、导轨和升降滑块组件，所述升降电机通过所述升降减速器和升降扭矩传感器安装于所述升降电机支座上，所述升降电机支座设于所述电机基板的第一端面，所述升降扭矩传感器的输出轴与所述主动带轮连接，所述丝杠的第一端穿过所述上丝杠支座与所述从动带轮连接，且其第二端与所述下丝杠支座连接，所述上丝杠支座和下丝杠支座均设于所述电机基板的第二端面，所述主动带轮通过同步带与所述从动带轮传动连接，所述导轨分别设于所述电机基板第二端面的第一端和第二端，且所述导轨与所述升降滑块组件的滑块滑动连接，所述丝杠与所述升降滑块组件的丝母传动连接，所述转向模块包括第一转向电机、第二转向电机、第一转向减速器、第二转向减速器、第一转向扭矩传感器、第二转向扭矩传感器、第一主动齿轮、第二主动齿轮、从动齿轮、第一转向电机支撑座、第二转向电机支撑座、锁紧螺母、转向轴、转向转角传感器、上支撑座和下支撑座，所述第一转向电机通过所述第一转向减速器和第一转向扭矩传感器安装于所述第一转向电机支撑座上，且所述第一转向扭矩传感器的输出轴与所述第一主动齿轮连接，所述第二转向电机通过所述第二转向减速器和第二转向扭矩传感器安装于所述第二转向电机支撑座上，且所述第二转向扭矩传感器的输出轴与所述第二主动齿轮连接，所述第一转向电机支撑座和第二转向电机支撑座分别设于所述电机基板第一端面的第一端和第二端，且所述第一主动齿轮和第二主动齿轮分别设于所述从动齿轮的两侧，且与所述从动齿轮啮合传动，所述从动齿轮通过所述锁紧螺母安装于所述转向轴的第一端，且所述转向轴的第二端穿过所述上支撑座和下支撑座与所述移动模块的一号U型支撑座固定连接，且所述转向转角传感器设于所述转向轴与所述下支撑座的连接处，所述移动模块包括移动电机、移动减速器、移动车轮轴、移动车轮和移动扭矩传感器、移动转角传感器和一号U型支撑座，所述移动电机通过所述移动减速器和移动扭矩传感器与所述移动车轮轴的第一端连接，且所述移动车轮轴的第二端通过轴承支撑于所述一号U型支撑座的第一端，所述移动车轮安装于所述移动车轮轴上，且所述移动转角传感器设于所述一号U型支撑座的第二端；以及所述多个三驱动腿单元通过所述腿单元接口对称布置于所述车架底面的第一侧和第二侧，且通过所述升降模块的连接板与所述车架单元固定连接，通过协调控制所述多个三驱动腿单元实现所述车架单元沿X轴、Y轴、Z轴的移动和绕X轴、Y轴、Z轴的转动，即可实现车架单元的全向运动和六自由度调姿。 2.根据权利要求1所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，所述升降滑块组件包括丝母、丝母座、连接板、滑块基板、滑块、磁尺和压力传感器，所述滑块均布设于所述电机基板第二端面的边角处，且所述滑块的第一端面设有所述磁尺，所述丝母通过紧定螺钉与所述丝母座固定连接，且所述丝母座通过紧定螺钉与所述滑块基板固定连接，所述滑块基板与所述连接板固定连接，所述压力传感器设于所述丝母与丝母座之间。 3.根据权利要求1所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，所述三驱动腿单元有六个，其中，至少有四个为三驱动腿单元。 4.根据权利要求1所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，当所述车架单元运动到不平整路面时，通过调节所述三驱动腿单元的升降，实现所述多个三驱动腿单元负载均衡，避免虚拟腿产生。 5.根据权利要求4所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，当遇到障碍物时，控制靠近障碍物的所述两个三驱动腿单元先抬起，所述车架单元通过另外所述四个三驱动腿单元支承继续保持稳定状态，待所述两个三驱动腿单元越过障碍物后下降支承于地面，再抬起另外所述两个三驱动腿单元向前运动越过障碍物，通过此种越障模式实现所述六个三驱动腿单元全部越过障碍物。 6.根据权利要求1所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，包括车架单元、四个三驱动腿单元和两个两驱动腿单元，所述四个三驱动腿单元分别设于所述车架底面第一侧和第二侧的边角处，且所述两个两驱动腿单元设于所述车架底面第一侧和第二侧的中间位置，所述两个两驱动腿单元配合所述四个三驱动腿单元完成升降和转向运动，即可实现车架单元的全向运动、六自由度调姿和越障。 7.根据权利要求6所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，所述每个两驱动腿单元均包括升降模块、转向模块和随动模块，所述随动模块包括随动车轮轴、随动车轮和U型支撑座，所述随动车轮安装于所述随动车轮轴上，且所述随动车轮轴的第一端和第二端均通过轴承支撑于所述U型支撑座内，所述U型支撑座与所述转向模块中转向轴的第二端固定连接。 8.根据权利要求2所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，所述滑块共4个，均布设于所述电机基板第二端面的边角处。 9.根据权利要求1所述的大型重载部件类水平对接装配6自由度并联调姿平台，其特征在于，所述转向轴的中心轴线与所述从动齿轮的中心轴线重合，且所述从动齿轮的中心轴线与所述主动齿轮的中心轴线平行。
所属类别：	发明专利