[发明专利]一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统

权利要求书

1.一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，其特征在于：包括全向移动平台(100)、三自由度并联调姿装置(200)、辅助支撑装置(300)和载荷安装平台(400)；其中，全向移动平台(100)为水平放置的长方体车体结构；载荷安装平台(400)为水平放置的矩形板状结构；载荷安装平台(400)设置在全向移动平台(100)的竖直上方；三自由度并联调姿装置(200)和辅助支撑装置(300)均安装在全向移动平台(100)和载荷安装平台(400)之间；其中，三自由度并联调姿装置(200)设置在全向移动平台(100)和载荷安装平台(400)之间的中心位置；辅助支撑装置(300)设置在全向移动平台(100)和载荷安装平台(400)之间的四边位置；外部载荷固定安装在载荷安装平台(400)上表面的中心位置；

所述的全向移动平台(100)包括车体(101)、4个旋转吊环(102)、麦克纳姆轮轮组(103)和4个地撑支腿(104)；其中，车体(101)为全向移动平台(100)的壳体结构；4个旋转吊环(102)两两对称设置在车体(101)相对的两个侧壁上；全向移动平台(100)通过旋转吊环(102)实现被外部吊挂设备进行吊挂升降；麦克纳姆轮轮组(103)固定安装在车体(101)的底部，实现带动车体(101)水平移动；4个地撑支腿(104)分别设置在车体(101)四个角处内部；当车体(101)移动到指定位置后；地撑支腿(104)从车体(101)内部向下伸出支撑地面，实现对车体(101)的限位；

所述三自由度并联调姿装置(200)包括3根调姿支杆(204)和构型保持架(205)；其中，构型保持架(205)为等边三角形框架结构；构型保持架(205)水平固定安装在载荷安装平台(400)下表面的中部；3根调姿支杆(204)的轴向一端分别与三角形构型保持架(205)的三个顶点对接；3根调姿支杆(204)的轴向另一端均固定安装在全向移动平台(100)的上表面；

所述调姿支杆(204)包括底座(201)、转轴(202)和液压杆(203)；其中，底座(201)固定安装在全向移动平台(100)的上表面；液压杆(203) 的轴向一端通过转轴(202)与底座(201)连接；液压杆(203)的轴向另一端与构型保持架(205)连接；液压杆(203)实现沿轴向的伸缩；且液压杆(203)实现绕转轴(202)的旋转；

所述辅助支撑装置(300)包括8根辅助撑杆(306)；8根辅助撑杆(306)两两一组分别对称固定安装在全向移动平台(100)的四边处；

所述辅助撑杆(306)包括上球窝(301)、球头支撑杆(302)、下球窝(303)、滑块(304)和导轨(305)；其中，导轨(305)固定安装在全向移动平台(100)的上表面，且导轨(305)与全向移动平台(100)的侧边平行；滑块(304)套装在导轨(305)上，实现沿导轨(305)水平移动；下球窝(303)固定安装在滑块(304)的上表面；球头支撑杆(302)的轴向一端与下球窝(303)对接；上球窝(301)固定安装在球头支撑杆(302)的轴向另一端；上球窝(301)固定安装在载荷安装平台(400)的下表面；球头支撑杆(302)实现绕上球窝(301)旋转；且球头支撑杆(302)实现绕下球窝(303)旋转；

所述载荷安装平台(400)在三自由度并联调姿装置(200)和辅助支撑装置(300)的带动下，实现沿z轴的竖直平移、以x轴为轴线的侧向翻转；以y轴为轴线的俯仰翻转。

2.根据权利要求1所述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，其特征在于：所述全向移动平台(100)实现3自由度移动，包括在移动平台坐标系oxyz下沿x方向水平平移、沿y方向水平平移和以z轴为中心轴水平旋转。

3.根据权利要求2所述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，其特征在于：移动平台坐标系oxyz的建立方法为：以全向移动平台(100)底平面中心点为原点o；平行于麦克纳姆轮轮组(103)轴线方向为y方向；竖直向上方向为z方向，由右手定则确定x方向。

4.根据权利要求3所述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，其特征在于：所述载荷安装平台(400)沿z轴竖直平移距离为0-1m；载荷安装平台(400)侧向翻转角度为-5°～5°；载荷安装平台(400)俯仰翻转角度为-5°～5°。