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节能型 机器人液压移动平台

阅读：413发布：2020-05-12

专利汇可以提供节能型机器人液压移动平台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种节能型机器人液压移动平台主要包括车轮、平台本体、电磁制动器、转向机构和二次调节液压驱动装置等，转向机构为平行四杆转向机构，通过调节比例换向阀的输入电流，控制转向油缸活塞杆的伸缩长度，实现平台转向；二次元件与后驱动桥连接，通过调节二次元件分别处在液压马达或液压泵工况，来驱动平台运动或回收其制动动能和坡道重力能，转换为液压能储存在蓄能器中，用于移动平台的起动、加速和爬坡运动；本发明适合在野外、高速、大负载的工况下工作，移动平台承载大、牵引能力强；能够实现能量的回收与再利用，大大减少了移动平台的装机功率。，下面是节能型机器人液压移动平台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种节能型机器人液压移动平台，包括左前车轮（1）、左前电磁制动器（2）、前挡板（3）、左前轮支撑板（4）、连杆（5）、油箱（6）、电机（7）、油缸支座（8）、电机支座（9）、转向油缸（10）、变量泵（11）、比例换向阀（12）、右前轮支撑板（13）、右侧板（14）、右前车轮（15）、右前电磁制动器（16）、减压阀（17）、溢流阀（18）、单向阀（19）、蓄能器支座（20）、右后电磁制动器（21）、右后车轮（22）、蓄能器（23）、变量装置（24）、二次元件（25）、二次元件支座（26）、右半轴（27）、后驱动桥（28）、后挡板（29）、左半轴（30）、左侧板（31）、左后电磁制动器（32）、左后车轮（33）、底板（34）、上盖板（35）；其特征在于：左前车轮（1）的车轮轴通过左前电磁制动器（2）与左前轮支撑板（4）连接，左前电磁制动器（2）安装在平台本体的左侧板(31)上，右前车轮（15）的车轮轴通过右前电磁制动器（16）与右前轮支撑板（13）连接，右前电磁制动器（16）安装在平台本体的右侧板(14)上，右后车轮（22）通过右后电磁制动器（21）安装在右半轴（27）上，右后电磁制动器（21）安装在平台本体的右侧板(14)上，左后车轮（33）通过左后电磁制动器（32）安装在左半轴（30）上，左后电磁制动器（32）安装在平台本体的左侧板(31)上；前挡板（3）、右侧板（14）、后挡板（29）、左侧板（31）、底板（34）、上盖板（35）构成移动平台的本体，前挡板（3）、右侧板（14）、后挡板（29）、左侧板（31）与底板（34）之间焊接在一起，与上盖板（35）通过螺栓联接；左前轮支撑板（4）、连杆（5）、转向油缸（10）、比例换向阀（12）、右前轮支撑板（13）构成移动平台的转向机构，转向油缸（10）的缸体尾部与油缸支座（8）通过圆柱销连接，油缸支座（8）通过螺栓固定在移动平台本体的底板（34）上，转向油缸（10）的活塞杆顶端与右前轮支撑板（13）通过圆柱销连接，比例换向阀（12）安装在油箱（6）上，左前轮支撑板（4）一端与左前车轮（1）的车轮轴连接，另一端与连杆（5）的左端通过圆柱销连接，右前轮支撑板（13）的一端与右前车轮（15）的车轮轴连接，另一端与连杆（5）的右端通过圆柱销连接，构成平行四边形的转向机构；油箱（6）、电机（7）、变量泵（11）、减压阀（17）、溢流阀（18）、单向阀（19）、蓄能器（23）、变量装置（24）、二次元件（25）、右半轴（27）、后驱动桥（28）、左半轴（30）构成移动平台的二次调节液压驱动装置，油箱（6）用螺栓固定在平台本体底板（34）上，电机（7）和变量泵（11）安装在电机支座（9）上，电机支座（9）固定在油箱（6）上，减压阀（17）、溢流阀（18）、单向阀（19）安装在油箱（6）上，蓄能器（23）通过蓄能器支座（20）安装在平台本体底板（34）上，变量油缸（24-1）、伺服阀（24-2）构成变量装置（24），变量装置（24）安装在二次元件（25）上，二次元件（25）通过二次元件支座（26）安装在平台本体底板（34）上，与后驱动桥（28）连接，后驱动桥（28）分别与右半轴（27）的左端、左半轴（30）的右端连接；变量泵（11）、单向阀（19）、溢流阀（18）构成恒压油源。

说明书全文

节能型机器人液压移动平台

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机器人移动平台，具体是一种节能型机器人液压移动平台。

背景技术

[0002] 移动平台是机器人的载体，目前移动平台通常采用电驱动方式，例如国外的明电舍、国内的新松移动平台都是电机驱动，移动平台操纵、控制性能较好，但大多只适用于室内环境工作，普适性较差，且移动速度低，机动越野性及承载牵引能力不足，不适用于高速、大负载的工况。

[0003] 液压传动以其传动平稳、调速方便、功率质量比大、承载牵引能力强等优点，在工程领域得到了广泛的应用，成为机械传动领域中重要传动形式之一。二次调节静液传动技术是一种新型的液压传动技术，在恒压网络中采用二次元件实现机械能、重力势能与液压能相互转换的调节技术，通过改变二次元件的排量，实现对负载转矩或转速的调节，通过改变二次元件油流方向（过零点），使二次元件既可在“液压马达”工况工作，又可在“液压泵”工况工作。当二次元件工作于液压马达工况时，液压能转换为机械能，向移动平台输出功率，驱动平台运动；当二次元件工作于液压泵工况，回收平台的制动动能和坡道重力势能，并转换为液压能储存在蓄能器中，用于移动平台的起动、加速和爬坡运动，实现节能降耗。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服背景技术中电驱动方式的不足，提供一种采用二次调节静液传动技术的节能型机器人液压移动平台，可工作于野外、高速、大负载的工况，实现能量再生，且降低了移动平台的装机功率。

[0005] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案：一种节能型机器人液压移动平台，包括左前车轮、左前电磁制动器、前挡板、左前轮支撑板、连杆、油箱、电机、油缸支座、电机支座、转向油缸、变量泵、比例换向阀、右前轮支撑板、右侧板、右前车轮、右前电磁制动器、减压阀、溢流阀、单向阀、蓄能器支座、右后电磁制动器、右后车轮、蓄能器、变量装置、二次元件、二次元件支座、右半轴、后驱动桥、后挡板、左半轴、左侧板、左后电磁制动器、左后车轮、底板、上盖板；左前车轮的车轮轴通过左前电磁制动器与左前轮支撑板连接，左前电磁制动器安装在平台本体的左侧板上，右前车轮的车轮轴通过右前电磁制动器与右前轮支撑板连接，右前电磁制动器安装在平台本体的右侧板上，右后车轮通过右后电磁制动器安装在右半轴上，右后电磁制动器安装在平台本体的右侧板上，左后车轮通过左后电磁制动器安装在左半轴上，左后电磁制动器安装在平台本体的左侧板上；前挡板、右侧板、后挡板、左侧板、底板、上盖板构成移动平台的本体，前挡板、右侧板、后挡板、左侧板与底板之间焊接在一起，与上盖板通过螺栓联接；左前轮支撑板、连杆、转向油缸、比例换向阀、右前轮支撑板构成移动平台的转向机构，转向油缸的缸体尾部与油缸支座通过圆柱销连接，油缸支座通过螺栓固定在移动平台本体的底板上，转向油缸的活塞杆顶端与右前轮支撑板通过圆柱销连接，比例换向阀安装在油箱上，左前轮支撑板一端与左前车轮的车轮轴连接，另一端与连杆的左端通过圆柱销连接，右前轮支撑板的一端与右前车轮的车轮轴连接，另一端与连杆的右端通过圆柱销连接，构成平行四边形的转向机构；油箱、电机、变量泵、减压阀、溢流阀、单向阀、蓄能器、变量装置、二次元件、右半轴、后驱动桥、左半轴构成移动平台的二次调节液压驱动装置，油箱用螺栓固定在平台本体底板上，电机和变量泵安装在电机支座上，电机支座固定在油箱上，减压阀、溢流阀、单向阀安装在油箱上，蓄能器通过蓄能器支座安装在平台本体底板上，变量油缸、伺服阀构成变量装置，变量装置安装在二次元件上，二次元件通过二次元件支座安装在平台本体底板上，与后驱动桥连接，后驱动桥分别与右半轴的左端、左半轴的右端连接；变量泵、单向阀、溢流阀构成恒压油源。

[0006] 本发明与现有技术相比，所产生的有益效果是：可工作于野外、高速、大负载的工况；转向灵活、机动越野性好、承载大、牵引能力强；能够实现移动平台制动动能和坡道重力势能能量的回收与再利用；液压蓄能器能量密度高，输出功率大，能提供较大的起动、制动扭矩，大大减少了移动平台的装机功率。

[0007] （四）附图说明图1 是节能型机器人液压移动平台结构示意图；
图2 是节能型机器人液压移动平台A—A视图；
图3 是节能型机器人液压移动平台液压系统原理图；
图中：1.左前车轮，2.左前电磁制动器，3.前挡板，4.左前轮支撑板，5.连杆，6.油箱，7.电机，8.油缸支座，9.电机支座，10.转向油缸，11.变量泵，12.比例换向阀，13.右前轮支撑板，14.右侧板，15.右前车轮，16.右前电磁制动器，17.减压阀，18.溢流阀，19.单向阀，20.蓄能器支座，21.右后电磁制动器，22.右后车轮，23.蓄能器，24.变量装置，25.二次元件，
26.二次元件支座，27.右半轴，28.后驱动桥，29.后挡板，30.左半轴，31.左侧板，32.左后电磁制动器，33.左后车轮，34.底板，35.上盖板。

[0008] （五）具体实施方式下面结合附图1、2、3和实施例对本发明进一步说明。

[0009] 如图1、2、3所示，本发明包括左前车轮1、左前电磁制动器2、前挡板3、左前轮支撑板4、连杆5、油箱6、电机7、油缸支座8、电机支座9、转向油缸10、变量泵11、比例换向阀12、右前轮支撑板13、右侧板14、右前车轮15、右前电磁制动器16、减压阀17、溢流阀18、单向阀19、蓄能器支座20、右后电磁制动器21、右后车轮22、蓄能器23、变量装置24、二次元件25、二次元件支座26、右半轴27、后驱动桥28、后挡板29、左半轴30、左侧板31、左后电磁制动器32、左后车轮33、底板34、上盖板35等。左前车轮1的车轮轴通过左前电磁制动器2与左前轮支撑板4连接，左前电磁制动器2安装在平台本体的左侧板31上，右前车轮15的车轮轴通过右前电磁制动器16与右前轮支撑板13连接，右前电磁制动器16安装在平台本体的右侧板14上，右后车轮22通过右后电磁制动器21安装在右半轴27上，右后电磁制动器21安装在平台本体的右侧板14上，左后车轮33通过左后电磁制动器32安装在左半轴30上，左后电磁制动器32安装在平台本体的左侧板31上。由前挡板3、右侧板14、后挡板29、左侧板31、底板34、上盖板35等构成移动平台的本体，前挡板3、右侧板14、后挡板29、左侧板31与底板34之间焊接在一起，与上盖板35通过螺栓联接。由左前轮支撑板4、连杆5、转向油缸10、比例换向阀12、右前轮支撑板13等构成移动平台的转向机构，转向油缸10的缸体尾部与油缸支座8通过圆柱销连接，转向油缸10可围绕尾部固定点转动，油缸支座8通过螺栓固定在移动平台本体的底板
34上，转向油缸10的活塞杆顶端与右前轮支撑板13通过圆柱销连接，转向油缸10活塞杆的伸缩由比例换向阀12控制，比例换向阀12安装在油箱6上，左前轮支撑板4一端与左前车轮1车轮轴连接，另一端与连杆5的左端通过圆柱销连接，右前轮支撑板13的一端与右前车轮15的车轮轴连接，另一端与连杆5的右端通过圆柱销连接，构成平行四边形的转向机构。由油箱6、电机7、变量泵11、减压阀17、溢流阀18、单向阀19、蓄能器23、变量装置24、二次元件25、右半轴27、后驱动桥28、左半轴30等构成移动平台的二次调节液压驱动装置，为平台运动提供动力，油箱6用螺栓固定在平台本体底板34上，电机7和变量泵11安装在电机支座9上，电机支座9固定在油箱6上，减压阀17、溢流阀18、单向阀19安装在油箱6上，蓄能器23通过蓄能器支座20安装在平台本体底板34上，由变量油缸24-1、伺服阀24-2构成变量装置24，变量装置24安装在二次元件25上，二次元件25通过二次元件支座26安装在平台本体底板34上，与后驱动桥28连接，后驱动桥28分别与右半轴27的左端、左半轴30的右端连接；由变量泵11、单向阀19、溢流阀18等构成恒压油源。

[0010] 本发明的工作原理如下：开始工作时，电机7驱动变量泵11工作，向蓄能器23充油。

[0011] 当移动平台起动、加速、运动时，控制器发出控制指令给电液伺服阀24-2，控制变量油缸24-1活塞杆的伸缩，调节二次元件25过零点处在液压马达工况工作，此时，蓄能器23中储存的高压油释放出来，与变量泵11共同向二次元件25供油，驱动移动平台运动。

[0012] 当移动平台转向时，控制器发出控制指令给比例换向阀12，控制转向油缸10活塞杆的伸出和缩回，通过平行四边形的转向机构使车轮转动，实现移动平台转向。工作中，通过调节比例换向阀12输入电流的方向和大小，来控制转向油缸10活塞杆的伸、缩长度，从而调节左前车轮1和右前车轮15的转弯方向及转角大小。

[0013] 当移动平台开始制动或下长坡道时，控制器发出控制信号给电液伺服阀24-2，控制变量油缸24-1的运动，调节二次元件25过零点处在液压泵工况工作，二次元件25在平台惯性动能或重力势能的作用下，输出高压油流向并储存蓄能器19中，向系统回馈能量，为下一次移动平台的起动、加速、爬坡运动提供能量。当二次元件25转速降低到设定值或平台速度降到较低值时，控制器发出控制信号给左前电磁制动器2、右前电磁制动器16、左后电磁制动器32、右后电磁制动器21，移动平台进行制动。当移动平台需要紧急制动时，不经制动能量和重力势能的回收过程，直接制动。

[0014] 工作中，可调节二次元件25的排量大小，来适应移动平台的工况变化。

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