一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置

技术特征：
1.一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述主动悬架装置包括主动悬架、激光传感器(5)和位姿传感控制器(8)；所述的激光传感器(5)与位姿传感控制器(8)通信，位姿传感控制器(8)与主动悬架相通信；所述位姿传感控制器(8)由位姿传感器和控制芯片组成，安装于车架(7)中心位置，用于实时监测车体状态，并主动下发主动悬架控制信号调整主动悬挂；所述激光传感器(5)安装在车架(7)最底部中心位置，能够检测到前后左右的障碍物；所述主动悬架共四组，每组主动悬挂通过支架安装座(4)分别连接一个麦克纳姆轮驱动轮组(6)，并通过l型板架(1)连接固定在车架(7)的左前侧、左后侧、右前侧、右后侧；所述主动悬架包括导向机构(2)、升降传感机构(3)、固定在车架(7)上的l型板架(1)、支架安装座(4)；所述升降传感机构(3)包括作动器(31)、位移计(34)、作动器底部连接端支架(32)、位移计底部连接端支架(35)、作动器推杆伸缩端支架(33)、位移计活动端支架(36)；所述作动器(31)与位移计(34)轴向平行安装，所述作动器(31)底部连接端、位移计(34)底部连接端分别连接到均固定于l型板架(1)顶板底面上的作动器底部连接端支架(32)、位移计底部连接端支架(35)，所述作动器(31)推杆伸缩端安装在固定于导向机构(2)上的支架安装座(4)上，位移计(34)活动端安装在固定于支架安装座(4)上的位移计活动端支架(36)；所述支架安装座(4)底部连接电机支架(64)以实现与麦克纳姆轮驱动轮组(6)的连接，而背部则连接导向机构(2)；所述导向机构(2)包括滑块(22)、u型覆板(23)、橡胶垫块(24)、限位块(25)及导轨(21)；所述导向机构(2)的导轨(21)两个顶端安装限位块(25)，所述限位块(25)正对滑块(22)的位置安装橡胶垫块(24)；所述u型覆板(23)与滑块(22)连接并固定在支架安装座(4)上，所述滑块(22)安装在导轨(21)的柱形槽中；所述导轨(21)垂直固定在l型板架(1)上；所述主动悬架的作动器(31)伸缩端伸缩时，能协同带动位移计(34)、麦克纳姆轮驱动轮组(6)在导向机构(2)的约束下在竖直方向做往复直线运动，并带动主动悬架所连接的车架(7)一侧在竖直方向升高或降低，并协同带动车架(7)回到水平位置。2.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述的位姿传感控制器(8)的优先级优先于激光传感器(5)信号，保证全向车上坡时不触发激光传感器(5)，以避免与位姿传感控制器调节车架(7)水平的过程相冲突。3.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述l型板架(1)的直角处由直角加固支架(9)辅助加固。4.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述导向机构(2)的导轨(21)通过连接l型板架(1)竖直固定在车架(7)上，所述导轨(21)与导轨(21)中放置的固定在u型覆板(23)上的滑块(22)形成间隙配合，滑块(22)在导轨(21)的限制下，只能使导向机构(2)带动固定在导向机构(2)上的作动器推杆伸缩端在竖直方向做往复直线运动，以使主动悬架工作时不会影响全向车的轴距、轮距。5.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述l型板架(1)由相互垂直的立板和顶板组成，所述l型板架(1)的立板竖直方向开有若干直槽；所述l型板架的顶板沿所述竖直面对称开有若干组直槽，所述l型板架(1)的立板和顶板开有若干通孔，并与车架(7)的通孔相互对应；所述导向机构(2)的导轨(21)竖直安装在l型板架立板(1)的直槽中，所述作动器底部连接端支架(32)、位移计底部连接端支架(35)通过螺栓紧固件连接到l型板架(1)顶板的底面对应的通孔或直槽中。
6.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述作动器(3)底部连接端有径向连接孔且其轴线与作动器底部连接端支架(31)轴线相互垂直；所述位移计(5)底部连接端有径向连接孔且其轴线与位移计底部连接端支架(51)轴线相互垂直；所述作动器底部连接端支架(31)、位移计底部连接端支架(51)的顶板均水平固定在l型架板(1)的顶板下侧，以使作动器底部连接端支架(31)连接的作动器(3)与位移计底部连接端支架(51)连接的位移计(5)的轴向平行，保证位移计(5)所测位移值即为作动器(3)推杆伸缩值，以精准反馈、控制作动器(3)的伸缩，保证能够准确的控制并监测主动悬挂的位移调整量。7.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述作动器(31)底部连接端、作动器(31)推杆伸缩端、位移计底(34)部连接端、位移计(34)活动端均开有径向通孔；所述作动器底部连接端支架(32)、位移计底部连接端支架(35)、作动器推杆伸缩端支架(33)、位移计活动端支架(36)均为“π”型结构，均包括顶板与两立板，所述顶板与两立板相互垂直，在两立板中心位置开有水平方向的通孔，两立板所开通孔同轴。8.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述u型覆板(23)由相互垂直的两个侧板、一个立板构成，所述两个侧板底部开有同轴对称的通孔，所述安装座支架4宽立板另一组通孔与窄立板的通孔固定安装在上述u型覆板(23)的侧面底部通孔上；所述u型覆板(23)的立板上侧在竖直轴线对称开有若干通孔，所述滑块(22)在长轴对称开有若干对应的螺纹孔，所述u型覆板(23)的立板上侧的背部开有通孔的位置与滑块(22)的螺纹孔通过螺钉固定连接；所述滑块(22)放置在竖直安装在l型板架(1)的导轨(21)柱形槽内形成间隙配合，并能沿着导轨(21)往复直线运动。9.根据权利要求1所述的一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，其特征在于，所述麦克纳姆轮驱动轮组(6)包括麦克纳姆轮(61)、联轴器(62)、伺服减速驱动电机(63)、电机支架(64)、辅助加固支架(65)；所述麦克纳姆轮(61)通过联轴器(62)与伺服减速驱动电机(63)连接，所述伺服减速驱动电机(63)通过辅助加固支架固定在电机支架(64)上，所述电机支架(64)安装在支架安装座(4)底板的上侧；所述辅助加固支架(65)包括辅助加固支架上板(651)、辅助加固支架下板(652)及螺栓紧固件；所述辅助加固支架(65)通过螺栓螺母组件加紧卡住伺服减速驱动电机(63)，以抵抗服减速驱动电机(63)工作时产生的力矩。

技术总结
本发明提供一种麦克纳姆轮全向车用主动悬架装置，包括主动悬架、激光传感器、位姿传感控制器。主动悬架与麦克纳姆轮驱动轮组相连接后，安装于车架。工作时，主动悬架在垂向做往复直线运动，当位姿传感控制器检测到麦克纳姆轮与地面接触不良时，主动调整悬架作动器推杆长度并监测车体倾斜度，直至轮子与地面可靠接触并带动车架回到水平状态，整个过程全向车的轴距及轮距不发生改变，以同时保证全向车的全向运动性能及运行精度。主动悬架还可以按需自主调节车架的离地高度，兼顾全向车的通过性与行驶稳定性。此外，导向机构限位装置及橡胶垫块的设立，可防止主动悬架各零件因超量程损坏及产生刚性碰撞。产生刚性碰撞。产生刚性碰撞。


技术研发人员：张鑫 樊哲良 周叶韬 梁艺赢 王刚 唐心怡 李聪 郑奥 岳前进
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2022.05.02
技术公布日：2022/7/25