一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台

摘要

本发明提出了一种基于气垫和麦卡纳姆轮的移动平台，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，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；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。

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。