一种行星轮式轮组及采用该行星轮式轮组的运输车的制作方法

1.本发明涉及运输装置技术领域，尤其是涉及一种行星轮式轮组及采用该行星轮式轮组的运输车


背景技术：

2.本发明参考了以下技术：
3.瑞典麦克纳姆公司的麦克纳姆轮技术；
4.中国人民解放军国防科学技术大学专利号200520052595的已公开专利；
5.武汉理工大学专利申请号20160574408.9的已公开专利；
6.麦克纳姆轮及全向轮技术在水平面的平整环境下可以发挥很好的定向运动功能，但麦克纳姆轮及全向轮技术没有涉及跨越立面障碍物比如楼梯台阶或者攀爬楼梯的功能，普通三角型三轮行星轮组虽然可以克服一定高度的台阶或者攀爬楼梯，但是在承载一定负重以后，其转向功能便受到轮组的轮胎与地面摩擦力的影响，带来转向困难甚至无法达成转向需求。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对以上问题，提供一种具有上下楼梯或克服台阶等立面障碍物并且能实现自由转向的方案。
8.一种行星轮式轮组的组合方法及采用该方法的运输车，该运输车前端两侧各配置一个十字型四个子轮的行星轮式子轮组(十字型行星轮组)，该二子轮组对称安装。所述十字型子轮组由两个普通轮子轮和两个全向轮子轮组合而成。普通轮子轮与全向轮子轮外圆直径相等，在以轮组轴心为原点的立面呈90度间隔分布。两个普通轮子轮旋转轴心连线与两个全向轮子轮旋转轴心连线呈十字型交叉。此配置既维持了十字型行星轮式轮组上下台阶原有的能力，也避免了两个普通轮胎与地面同时接触，导致引发运输车在转向时需要克服两个普通轮轮胎与地面发生摩擦力从而影响运输车转向的缺陷。同时，由于普通轮胎在横向上不会移动，确保了运输车不会轻易发生横向打滑。楼梯或台阶均为水平面，无侧滑的条件，所以在上下楼梯或台阶时，全向轮只会发挥普通轮的作用：即，在上下楼梯或台阶的过程中，所述运输车的前端两侧的十字型行星轮组发挥的是上下楼梯或台阶等克服立面障碍物的作用。
9.该运输车后端两侧各配置一个三角型三个子轮的行星轮式子轮组(三角型型行星轮组)，该二轮组对称安装。所述三角型轮组由三个相等的全向轮子轮组合而成。在以轮组轴心为原点的立面呈120度间隔分布。所述三个全向轮子轮旋转轴心在立面连线呈等边三角形。所述运输车后侧两个三角型行星轮组，任何一个轮组在任何一对子轮与地面接触时发挥的作用是全向轮的作用。所述运输车在平面行驶时其方向由前端两侧的十字型行星轮组的转速差决定，运输车后端的两套三角型行星轮组可以提供运输车行进方向的助推力，其横向摆动的运动则由前端两侧的十字型行星轮组进行约束。所述运输车在平面进行原地
转向时，可以以左前侧轮组腿为转弯中心区(点)，所述标签(8)左前侧驱动步进电机停止转动，所述标签(7)右前侧驱动步进电机开始转动，此时该步进电机提供的转向转矩足以克服因左前侧十字轮组的普通轮原地立面旋转的阻力力矩以及所述运输车全部与地面接触的全向轮在该车体旋转方向上的阻力力矩之和，进而实现左转弯或者原地360度左旋转，所述运输车在平面进行原地转向时，同理可以实现右转弯或者原地360度右旋转。当所述标签(7)右前侧驱动步进电机和所述标签(8)左前侧驱动步进电机的转速相等方向相反时，所述运输车的转向圆心则位于运输车前端两轮组的中间某位置。
10.基于上述，本发明的目的在于提供一种行星轮式轮组组合方法及采用该方法的运输车，其中一种行星轮式轮组组合方法解决了现有技术在平面转向不灵活的问题。附图说明：
11.图1为本发明所述一种行星轮式轮组及采用该行星轮式轮组的运输车所述的运输车侧视图和主要部件名称及位置关系示意，具体名称如下：(1)右前侧十字型轮组、(2)左前侧十字型轮组、(3)右后侧三角型轮组(4)左后侧三角型轮组、(5)电箱：内置运动控制器、(6)电源、(7)右前侧驱动电机、(8)左前侧驱动电机、(9)左后侧驱动电机、(10)右后侧驱动电机、 (11)右前侧轮组腿、(12)左前侧轮组腿、(13)左后侧轮组腿、(14) 右后侧轮组腿、(991)载物板；图2为十字型轮组侧视图以及该十字型轮组的主要构成部件名称及位置关系示意，具体名称如下：(100)十字支架板、(200)全向轮、(201)普通轮、 (202)全向轮、(203)普通轮、(300)十字支架板、(400)传动齿轮、 (500)十字支架板；图3为三角型轮组侧视图以及该三角型轮组的主要构成部件名称和位置关系示意，具体如下：(600)三角支架板、(700)全向轮、(701)全向轮、(702) 全向轮、(800)三角支架板、(1000)三角支架板；图4为十字型轮组的隐去(100)十字支架板和4个行星轮的局部视图，该视图展示了易于查看的相关零部件的名称和所在位置关系示意，具体如下： (101)动力源轴承、(102)轴承、(103)轴承、(104)轴承、(105)轴承、(106)轴承杆、(107)轴承杆、(108)轴承杆、(109)轴承杆，(301) 动力源轴承，(300)十字支架板、(400)传动齿轮，(500)十字支架板； 图5为十字型轮组的隐去(300)十字支架板以及该支架板左侧(以图2为参 考)部件的局部视图，该视图展示了易于查看的相关零部件的名称和所在位 置关系示意，具体为如图所示：从(302)轴承、(303)轴承、(304)轴承、 (305)轴承、(306)轴承、(307)轴承、(308)轴承、(309)轴承(310) 轴承、(311)轴承、(312)轴承到(313)轴承、(400)传动齿轮、(500) 十字支架板；图6为十字型轮组的(500)十字支架板以及其左侧齿轮的局部视图，该视图展示了易于查看的相关零部件的名称和所在位置关系示意，具体如下：(401) 轴承杆、(402)轴承杆、(403)轴承杆、(404)轴承杆、(405)轴承杆、 (406)轴承杆、(407)轴承杆到(408)轴承杆；从(400)齿轮、(410) 齿轮、(411)齿轮、(412)齿轮、(413)齿轮、(414)齿轮、(415)齿轮、(416)齿轮、(417)齿轮、(418)齿轮、(419)齿轮到(420)齿轮， (500)十字支架板；图7为十字型轮组隐去(500)十字支架板以及(300)十字支架板(含)以左部分以后剩余的局部视图，该视图展示了相关轴承名称以及和齿轮及轴承杆之间的位置关系示意，轴承标记如下：(501)轴承、(502)轴承、(503) 轴承、(504)轴承、(505)轴承、(506)轴承、
(507)轴承、(508)轴承、(509)轴承、(510)轴承、(511)轴承、(512)轴承、(513)轴承；图8为所述十字型轮组与标签(990)驱动轴承杆的位置与配合关系示意图。具体实施方式：
12.一种行星轮式轮组的组合方法包括：十字型行星轮组两套，该两套轮组分别安装于运输车的前端两侧，呈对称方式安装于对应的轮组腿上。其中心轴杆如标签(990)驱动轴承杆所示，经轮组腿下部的安装支撑板轴承与驱动步进电机连接；三角型行星轮组两套，该两套轮组分别安装于运输车的后端两侧，呈对称方式安装于对应的轮组腿上。其中心轴杆如标签(990)驱动轴承杆所示，经轮组腿下部的安装支撑板轴承与驱动步进电机连接。
13.作为一种行星轮式轮组的组合方法的优选方案，该方法还包括4套轮组腿,两套轮组腿呈对称方式分别以螺栓固定的方式安装于所述运输车的前端两侧，另外两套轮组腿呈对称方式分别以螺栓固定的方式安装于所述运输车的后端两侧，所述4套轮组腿分别用以固定所述4套轮组。所述4套轮组腿不可伸缩。
14.作为一种行星轮式轮组的组合方法的优选方案，该方法还包括4套驱动步进电机，该4套驱动步进电机分别安装到4套轮组腿的内测支撑板上，用以驱动对应轮组，该4套驱动步进电机具备自刹车功能，当步进电机通电时，自刹车功能解锁，步进电机转子与定子由旋转磁场驱动发生相对旋转运动从而经由联轴器驱动如标签(990)驱动轴承杆的对应轴承杆，进而将转角、转矩、转速等旋转运动的要素传递给对应轮组，进而驱动轮组子轮产生旋转运动。当所述4套轮组的任意一套轮组子轮前侧子轮遇到上升台阶时，会被立面与地面卡死而不能旋转，在此情况下，步进电机输出的转矩会驱动整体轮组以标签(990)驱动轴承杆为轴心进行旋转，进而攀爬或者跨越台阶。而当所述4套轮组的任意一套轮组子轮前侧子轮遇到下降台阶时，轮组自身特点结合步进电机的特点决定了将以轮组整体旋转代替轮组子轮的旋转进而使该子轮稳步下沉至下级台阶平面，此时，无论是整套轮组自身旋转还是轮组子轮旋转，都会继续使得运输车平稳下行。在运输车在前进或后退过程中，运输车的行进方向由所述运输车前端的两台驱动电机的转速差决定；在平缓地面行进时，当前端左侧驱动电机速度小于前端右侧驱动电机的速度时，若此时所述运输车在前进，则运输车向左前方转向，速度差越大则转向半径越小；若此时所述运输车在后退，则运输车将向左后方后退，速度差越大则后退转弯半径越小；向右前方转弯或者向右后方倒退，控制前端右侧步进控制电机速度小于前端左侧步进电机的速度即可；在运输车静止状态下，所述运输车后端两侧步进电机断电停止转动，原地转向主要有以下三种方式：
15.所述运输车前端左侧步进电机停转，所述运输车前端右侧电机旋转，则所述运输车以前端左侧轮组腿为中心点旋转；所述运输车前端右侧步进电机停转，所述运输车前左右侧电机旋转，则所述运输车以前端右侧轮组腿为中心点旋转；所述运输车前端左侧步进电机旋转转，所述运输车前端右侧电机反向旋转，则所述运输车以前端左侧轮组普通轮着地点和前端右侧轮组普通轮着地点连线中点为中心旋转。