申请/专利权人：东北大学

申请日：2018-12-13

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN109501885B

主分类号：B62D61/12

分类号：B62D61/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2019.04.16#实质审查的生效;2019.03.22#公开

摘要：本发明涉及一种适用多工况的麦克纳姆轮车，包括底盘，底盘的前侧和后侧各设有一组左右对称设置的两个麦克纳姆轮，每组的两个麦克纳姆轮之间还分别设有一组升降车轮组件。每组升降车轮组件包括两个车轮以及驱动两个车轮做升降运动的升降驱动装置。本发明的麦克纳姆轮车利用设置的升降车轮组件，通过车轮与麦克纳姆轮的工作状态的互换，使整个麦克纳姆轮车能够适应各种复杂的工况环境，大大提高车体的适应能力和寿命。

主权项：1.一种适用多工况的麦克纳姆轮车，包括底盘1，所述底盘1的前侧和后侧各设有一组左右对称设置的两个麦克纳姆轮2，其特征在于，每组的两个麦克纳姆轮2之间还分别设有一组升降车轮组件；每组所述升降车轮组件包括两个车轮3以及驱动两个所述车轮3做升降运动的升降驱动装置；所述升降驱动装置包括驱动电机4、多个液压缸5以及设在所述底盘1上方的顶盘6，多个所述液压缸5同时进行工作，每个所述液压缸5的活塞杆53端口以及缸筒51的缸底均设有一处转动副，所述活塞杆53端口处的转动副与所述顶盘6底部设置的转动副通过连接件连接，所述缸筒51的缸底处的转动副与所述驱动电机4的电机壳顶部设置的转动副通过连接件连接；多个所述液压缸5沿所述顶盘6的中心轴线均匀分布。

全文数据：一种适用多工况的麦克纳姆轮车技术领域本发明属于运输工具技术领域，具体涉及一种适用多工况的麦克纳姆轮车。背景技术麦克纳姆轮一般与AGV引导技术相结合，具有全方向移动的优点。基于麦克纳姆轮技术的麦克纳姆轮车可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的作业环境，增加空间利用率，降低人力成本。但是，麦克纳姆轮一般需要在平坦且光洁的地面上使用，不能有效适应有较低门槛的平面，甚至地面上临时放置的一根线缆都会影响车体的正常运行。如果地面上的小杂物被挤入麦克纳姆轮的各转子之间，更会防止它们的自由旋转而影响正常工作。而麦克纳姆轮车一般应用在狭小密集的厂房地面要求平坦进行运输、检修等任务，但由于厂房仓库的复杂性，难免在地面上会产生杂物，以及各工作区域之间地面有部分地坎设计等，使得麦克纳姆轮车的工作范围和寿命都受到了极大限制和考验，无法适应复杂的工况环境。发明内容一要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种适用多工况的麦克纳姆轮车，解决了现有技术中麦克纳姆轮车无法适应复杂工况环境的问题。二技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：本发明提供一种适用多工况的麦克纳姆轮车，包括底盘，底盘的前侧和后侧各设有一组左右对称设置的两个麦克纳姆轮，每组的两个麦克纳姆轮之间还分别设有一组升降车轮组件；每组升降车轮组件包括两个车轮以及驱动两个车轮做升降运动的升降驱动装置。可选地，升降驱动装置包括驱动电机、多个液压缸以及设在底盘上方的顶盘；驱动电机的两个输出端分别与两个车轮连接；每个液压缸的一端均与驱动电机的电机壳顶部转动连接，每个液压缸的另一端均与顶盘的底部转动连接。可选地，多个液压缸对称分布。可选地，电机壳顶部固定有多个支座，每个支座向外倾斜设置，每个支座的一端与对应的液压缸的一端铰接。可选地，升降驱动装置还包括一端固定在电机壳顶部的导向轴以及一端固定在顶盘底部的导向套筒；导向轴的另一端由导向套筒的另一端插入，两者滑动连接。可选地，导向套筒的外部还套设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的两端分别与电机壳顶部和顶盘底部固定连接。可选地，每个车轮均采用气胎车轮。可选地，每组升降车轮组件还包括车架；车架与底盘固定连接，顶盘与车架的底部固定连接。三有益效果本发明的有益效果是：本发明通过在现有麦克纳姆轮车的基础上增设升降车轮组件，在复杂工况环境中出现杂物较多或者底面不平整而影响麦克纳姆轮的正常工作时，通过升降驱动装置驱动车轮下降，以使车轮与地面接触并利用车轮将整车托起进行负重，车轮将代替麦克纳姆轮进行工作。由此，通过车轮与麦克纳姆轮的工作状态的互换，使整个麦克纳姆轮车能够适应各种复杂的工况环境，大大提高车体的适应能力和寿命。附图说明图1为如下实施例提供的麦克纳姆轮车的结构示意图；图2为如下实施例提供的升降车轮组件的结构示意图；图3为如下实施例提供的在正常工作模式下麦克纳姆轮为工作状态的结构示意图；图4为图3中示出的结构的左视图；图5为如下实施例提供的在特殊工作模式下车轮为工作状态的结构示意图；图6为图5中示出的结构的左视图。【附图标记说明】1：底盘；2：麦克纳姆轮；21：麦轮电机；22：减速器；3：车轮；4：驱动电机；5：液压缸；51：缸筒；52：缸盖；53：活塞杆；54：圆柱销；6：顶盘；7：导向轴；71：缓冲弹簧；8：车架；81：螺栓紧固件。具体实施方式为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。参照图1，本实施例提供一种适用多工况的麦克纳姆轮车，包括底盘1，底盘1的前侧和后侧各设有一组左右对称设置的两个麦克纳姆轮2，每组的两个麦克纳姆轮2之间还分别设有一组升降车轮组件。每组升降车轮组件包括两个车轮3以及升降驱动装置，升降驱动装置用于驱动两个车轮3做升降运动。其中，在底盘1上对应每个麦克纳姆轮2处还分别设有一减速器22和一麦轮电机21，该麦轮电机21的输出轴与减速器22的高速输入轴连接，减速器22的低速输出轴与麦克纳姆轮2连接。这样，每个麦克纳姆轮2均有独立的麦轮电机21进行驱动，各自之间相互独立，正是利用四个麦克纳姆轮2相互独立，各轮之间的差速关系来实现麦克纳姆轮2车的全向移动。对于底盘1、麦克纳姆轮2、减速器22以及麦轮电机21均为现有技术，本申请对此并不进行限定。需要说明的是，这里所说的前侧和后侧是指图3中示出的左右方向。为减小整个车体的震动使运行更加平稳，对于升降车轮组件中的每个车轮3优选采用气胎车轮。当然，车轮3也可以采用别的类型，只要能够实现承载功能的普通车轮均可，本实施例中仅为举例说明，对此并不进行限定。综上，本实施例中通过在现有麦克纳姆轮车的基础上增设升降车轮组件，在复杂工况环境中出现杂物较多或者底面不平整而影响麦克纳姆轮2的正常工作时，通过升降驱动装置驱动车轮3下降，以使车轮3与地面接触并利用车轮3将整车托起进行负重，车轮3将代替麦克纳姆轮2进行工作。这样，通过车轮3与麦克纳姆轮2的工作状态的互换，使整个麦克纳姆轮车能够适应各种复杂的工况环境，大大提高车体的适应能力和寿命。在本申请的具体实施例中，参照图2，升降驱动装置包括驱动电机4、多个液压缸5以及设在底盘1上方的顶盘6。驱动电机4的两个输出端分别与两个车轮3连接，每个液压缸5的一端均与驱动电机4的电机壳顶部转动连接，每个液压缸5的另一端均与顶盘6的底部转动连接。具体地，液压缸5现有技术，一般包括缸筒51、缸盖52、活塞和活塞杆53等部件构成。在实际应用中，可以按照图2中示出的，共设置四个液压缸5，并且多个液压缸5同时进行工作。每个液压缸5的活塞杆53端口以及缸筒51的缸底均设有一处转动副，活塞杆53端口处的转动副与顶盘6底部设置的转动副通过连接件例如圆柱销54连接，缸筒51的缸底处的转动副与电机壳顶部设置的转动副通过连接件例如圆柱销54连接。更具体地，电机壳顶部固定有多个支座，每个支座向外倾斜设置，每个支座的一端与对应的液压缸5的一端铰接。支座向外倾斜设置，能够使中间的工作空间更大，各个液压缸5工作时相互不受影响。当然，液压缸5的个数以及与顶盘6和电机壳实现转动连接的具体连接方式也可以采用其他的形式实现，本实施例仅为举例说明，对此并不进行限定。为了保证车轮3能够沿竖直方向升降，多个液压缸5对称分布。进一步优选为多个液压缸5沿顶盘6的中心轴线均匀分布，以使车轮3沿竖直方向运动更加平稳。为了使车轮3升降更加平稳，并使车轮3的升降限定在只能沿竖直方向进行上下运动，升降驱动装置还包括一端固定在电机壳顶部的导向轴7以及一端固定在顶盘6底部的导向套筒在图中未标出。导向轴7的另一端由导向套筒的另一端插入，两者滑动连接，使导向轴7能够沿导向套筒做往复直线运动。这样，通过导向轴7和导向套筒的相互配合，使得驱动电机4的电机壳只能沿着导向轴7的轴线方向上下运动。为了实现车轮3升降过程中的缓冲减震作用，导向套筒的外部还套设有缓冲弹簧71，缓冲弹簧71的两端分别与电机壳顶部和顶盘6底部固定连接。具体地，在电机壳顶部和顶盘6底部分别设有一凹槽，缓冲弹簧71的两端分别伸入两凹槽中并进行固定。当然也可以采用其他方式固定缓冲弹簧71的两端，本申请对此并不进行限定。在实际应用中，每组升降车轮3组件还包括车架8，车架8与底盘1固定连接，顶盘6与车架8的底部固定连接例如通过螺栓紧固件81固定。当然，对于车架8的结构和形状可以设计成图1中设计出的形式，也可以采用其他的形式，只要能够实现支撑升降车轮3组件均可，本实施例仅为举例说明。整个麦克纳姆轮车的工作过程具体如下：参照图3和图4，为正常工作模式下麦克纳姆轮2为工作状态的结构示意图。在正常工作模式下，麦克纳姆轮车在狭小仓库各货架中灵活穿梭，此时，麦克纳姆轮2为工作状态，升降驱动装置中设置的四个液压缸5为收缩状态，四个车轮3并未接触地面为停机状态。四个麦克纳姆轮2进行全方位移动工作。参照图5和图6，为特殊工作模式下车轮3为工作状态的结构示意图。在特殊工作模式下，地面上出现杂物较多或者地面不平整例如有门槛或者电缆等，麦克纳姆轮2无法正常工作。此时，四个液压缸5中的活塞同时运动，其活塞杆53同时伸长，通过转动副的转动，使得液压缸5与竖直方向的角度减小，推动电机壳以及车轮3沿着导向轴7的轴线方向向下运动到车轮3与地面接触。然后液压缸5继续伸长达到最大行程时，车轮3将整车托起进行负重，实现车轮3为工作状态，四个麦克纳姆轮2此时并未接触地面为停机状态，完成车轮3与麦克纳姆轮2的工作状态的互换。当然，从特殊工作模式下再更换为正常工作模式时，通过液压缸5的活塞运动，活塞杆53同时缩短，通过转动副的转动，使得液压缸5与竖直方向的角度增大，拉伸电机壳以及车轮3沿着导向轴7的轴线方向向上运动，以使车轮3远离地面，而麦克纳姆轮2接触地面，切换到正常工作模式。由此，本实施例中的麦克纳姆轮车因设置了升降车轮组件，可以实现车轮3与麦克纳姆轮2的工作状态的互换，在常规麦克纳姆轮2不适应的工作环境中，切换为车轮3可以代替麦克纳姆轮2进行一些工作，使整个麦克纳姆轮车能够适应各种复杂的工况环境，大大提高车体的适应能力和寿命。以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

权利要求：1.一种适用多工况的麦克纳姆轮车，包括底盘1，所述底盘1的前侧和后侧各设有一组左右对称设置的两个麦克纳姆轮2，其特征在于，每组的两个麦克纳姆轮2之间还分别设有一组升降车轮组件；每组所述升降车轮组件包括两个车轮3以及驱动两个所述车轮3做升降运动的升降驱动装置。2.如权利要求1所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，所述升降驱动装置包括驱动电机4、多个液压缸5以及设在所述底盘1上方的顶盘6；所述驱动电机4的两个输出端分别与两个所述车轮3连接；每个所述液压缸5的一端均与所述驱动电机4的电机壳顶部转动连接，每个所述液压缸5的另一端均与所述顶盘6的底部转动连接。3.如权利要求2所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，多个所述液压缸5对称分布。4.如权利要求2所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，所述电机壳顶部固定有多个支座，每个支座向外倾斜设置，每个所述支座的一端与对应的所述液压缸5的一端铰接。5.如权利要求2所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，所述升降驱动装置还包括一端固定在所述电机壳顶部的导向轴7以及一端固定在所述顶盘6底部的导向套筒；所述导向轴7的另一端由所述导向套筒的另一端插入，两者滑动连接。6.如权利要求5所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，所述导向套筒的外部还套设有缓冲弹簧71，所述缓冲弹簧71的两端分别与所述电机壳顶部和顶盘6底部固定连接。7.如权利要求2所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，每个所述车轮3均采用气胎车轮3。8.如权利要求2-7任一项所述的适用多工况的麦克纳姆轮车，其特征在于，每组所述升降车轮组件还包括车架8；所述车架8与所述底盘1固定连接，所述顶盘6与所述车架8的底部固定连接。

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