超大承载全向运载调姿平台及地面自适应全向移动单元.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110469758A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910754160.8B60B19/00(2006.01)(22)申请日2019.08.15(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人周玉林刘毅石晗(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474代理人刘翠芹(51)Int.Cl.F16M11/42(2006.01)F16M11/04(2006.01)F16M11/12(2006.01)F16M11/18(2006.01)B60B19/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图10页(54)发明名称超大承载全向运载调姿平台及地面自适应全向移动单元(57)摘要本发明为一种超大承载全向运载调姿平台，包括全向移动调姿单元、X向驱动电杠、车体框架、蓄电池和控制单元，全向移动调姿单元包括移动框架、左旋麦克纳姆轮组、右旋麦克纳姆轮组、驱动单元与运动结构，全向移动调姿单元的运动包括基于麦克纳姆轮的X、Y向移动及Z轴转动，基于导轨、丝杆的X、Y、Z向移动及X、Y轴的转动，共8个自由度，其中基于麦克纳姆轮的全向移动、转动与移动平台的X、Y、Z向移动为主动运动，X、Y轴的转动为被动运动。该设备将大承载全向运动与调姿融合一起，可在转运模式、大范围低精度调姿模式与小范围高精度调姿模式间切换，并有效扩展了六自由度调姿平台的使用范围。CN110469758ACN110469758A权利要求书1/2页1.一种超大承载全向运载调姿平台，包括车体框架和全向移动调姿单元，其特征在于：所述车体框架与所述全向移动调姿单元的顶部固连，所述车体框架与X向驱动电缸的第一端相连接，所述X向驱动电缸的第二端与所述全向移动调姿态单元的中间板固连，所述车体框架的中部设有蓄电池组和控制单元；所述全向移动调姿单元包括移动框架、Y向驱动电机丝杠组、X向导轨滑块、转接板、Y向导轨滑块、Z向滑动支座、十字轴、Z向导轨滑块、Z向升降模块、十字轴支座、左旋麦克纳姆轮组和右旋麦克纳姆轮组，所述转接板与所述中间板组成移动副Px，所述转接板与所述中间板通过所述X向导轨滑块进行连接，并由X向驱动电杠驱动；所述中间板与所述十字轴支座形成移动副Py，所述中间板与所述十字轴支座通过所述Y向导轨滑块进行连接，并由所述Y向驱动电机丝杠组驱动；所述Z向升降器与所述Z向滑动支座形成移动副Pz，所述Z向升降器与所述Z向滑动支座通过所述Z向导轨滑块连接，所述十字轴支座与所述Z向升降器组成转动副Rx和转动副Ry，所述十字轴支座与所述Z向升降器通过所述十字轴连接；所述左旋麦克纳姆轮组与所述右旋麦克纳姆轮组为对称结构，所述左旋麦克纳姆轮组与所述右旋麦克纳姆轮组分别与移动框架固连，所述左旋麦克纳姆轮组、所述右旋麦克纳姆轮组与所述移动框架组成基于麦克纳姆轮的全向移动模块。2.根据权利要求1所述超大承载全向运载调姿平台，其特征在于：所述左旋麦克纳姆轮组和右旋麦克纳姆轮组均分别包括行走电机减速器、减速器连接支架、双排麦克纳姆轮、回形框架、蝶形弹簧和导向柱；所述双排麦克纳姆轮由两个相同的麦克纳姆轮组成以提高单个麦克纳姆轮的承载力；所述左旋麦克纳姆轮组与右旋麦克纳姆轮组呈矩形布置于移动框架的四角，且矩形同一边上的两组麦克纳姆轮组旋向相反，具有平面X向移动、Y向移动和Z轴转动三个自由度；所述左旋麦克纳姆轮组、右旋麦克纳姆轮组将双排麦克纳姆轮通过输出轴、轴承、轴承座以及法兰连接在减速器上，并通过所述回形框架固定在所述车体框架上，独立悬挂机构与所述双排麦克纳姆轮相连，包括两套导柱、碟簧和减震块，所述减震块包围在所述轴承座的四周，所述导向柱通过轴承座固定在所述减震块的底部，所述碟簧以串联方式连接在所述导向柱上。3.根据权利要求2所述超大承载全向运载调姿平台，其特征在于：所述全向移动调姿单元包括8个运动副，含有6个主动副和2个被动副，分别为基于麦克纳姆轮的X向移动副Mx、Y向移动副My和Z向转动副Mrz以及所述转接板的X向移动副Px、Y向移动副Py、Z向移动副Pz、X向转动副Rx和Y向转动副Ry，其中所述转接板的转动副Rx和转动副Ry均为被动副，基于麦克纳姆轮的移动副Mx和移动副My为冗余运动副。4.根据权利要求2所述超大承载全向运载调姿平台，其特征在于：所述全向移动调姿单元还包括Z向升降丝母、Z向升降丝杠和升降驱动电机减速器，所述Z向升降丝母、所述Z向升降丝杠和升降驱动电机减速器组成驱动模块。5.根据权利要求3所述超大承载全向运载调姿平台，其特征在于：所述全向移动调姿单元的数量为三组、四组、六组或者八组时，其结构分别相应地呈三角形布置、呈矩形布置、呈日形布置或者呈