一種全向移動平衡車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種平衡車，尤其涉及一種全向移動平衡車。
【背景技術(shù)】
[0002]雙輪平衡車是一種由電力驅(qū)動，具有自我平衡能力的新型綠色交通工具，目前已應(yīng)用于各種大型場館工作人員的巡視工作中，又往進(jìn)一步普及并作為個人短途交通代步工具。平衡車是采用兩輪并排固定的方式，像一種兩輪平行的機(jī)器人一樣。兩輪平衡控制系統(tǒng)是一種兩輪左右平行布置的，像傳統(tǒng)的倒立擺一樣，本身是一個自然不穩(wěn)定體必須有加強(qiáng)有力的控制手段才能使之穩(wěn)定。因為兩輪平衡車具有運動靈活，智能操作，操作簡單，節(jié)約電源，綠色環(huán)保，轉(zhuǎn)彎半徑小等優(yōu)點所以適用在狹小空間內(nèi)運行。
[0003]平衡車的工作原理，非常類似于人體自身的平衡系統(tǒng)。就我們的人體而言，當(dāng)身體重心前傾時，為了保證平衡，我們需要往前走;而當(dāng)重心后傾式，我們需要往后走，其中也是同樣的道理。
[0004]當(dāng)我們在駕駛平衡車的時候平衡車的兩個輪子就代替了雙腳。與身體的平衡系統(tǒng)非常類似，當(dāng)我們的重心前傾時，智能系統(tǒng)就會自動感應(yīng)到，并精確的驅(qū)動輪子向前運動；同樣的當(dāng)我們的身體向后重心后傾時，輪子就會向后運動。這套工作原理也被稱為動態(tài)平衡原理，這也是平衡車被叫做平衡車的原因；有時候也被叫做體感車，這是因為它能感應(yīng)身體重心的變化，因駕駛者姿態(tài)的變化而改變行駛狀態(tài);有時也叫思維車，這是因為它能感應(yīng)重心的變化，智能調(diào)整姿態(tài)和運行。
[0005]平衡車?yán)谩皠討B(tài)平衡”原理，采用運動補(bǔ)償算法，利用其內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器，來精確檢測車體姿態(tài)的微小變化，并利用精妙的伺服控制系統(tǒng)，靈敏地驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保持整個車體的穩(wěn)定和平衡。
[0006]現(xiàn)有的平衡車輪胎多采用充氣橡膠輪胎，輪胎的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其不利于急轉(zhuǎn)彎。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種全向移動平衡車，具體技術(shù)方案如下。
[0008]—種全向移動平衡車，包括車架，還包括擴(kuò)展板、若干個電機(jī)、若干個編碼器、聯(lián)軸器、傳動軸、第一同心軸、第二同心軸、第一法蘭盤、第二法蘭盤、若干個軸承座、若干個麥克納姆輪、控制板、第一齒輪、第二齒輪、電池、擴(kuò)展板、陀螺儀、加速度傳感器；
[0009]所述車架包括上板、下板；
[0010]所述電機(jī)包括第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī);所述電機(jī)與下板固定連接;每個所述電機(jī)尾部各安裝一個所述編碼器；
[0011]所述聯(lián)軸器包括第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器、第三聯(lián)軸器、第四聯(lián)軸器；
[0012]所述麥克納姆輪包括第一麥克納姆輪、第二麥克納姆輪、第三麥克納姆輪、第四麥克納姆輪；
[0013]所述第一電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與所述第一同心軸連接，所述第一同心軸通過第一法蘭盤與第一麥克納姆輪連接，第二電機(jī)通過第二聯(lián)軸器與所述傳動軸連接，所述傳動軸通過所述齒輪組將動力傳遞給第二同心軸，所述第二同心軸與第二麥克納姆輪通過第二法蘭盤連接；
[0014]所述第一同心軸、第二同心軸、傳動軸分別通過所述軸承座與所述車架連接。
[0015]所述控制板與所述上板固定連接。
[0016]所述擴(kuò)展板與所述上板固定連接。
[0017]所述電池與所述上板固定連接。
[0018]平衡車的結(jié)構(gòu)左右對稱。
[0019]本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，采用了麥克納姆輪這種全方位移動方式，在它的輪緣上斜向分布著許多小滾子，故輪子可以橫向滑移。小滾子的母線很特殊，當(dāng)輪子繞著固定的輪心軸轉(zhuǎn)動時，各個小滾子的包絡(luò)線為圓柱面，所以該輪能夠連續(xù)地向前滾動。麥克納姆輪結(jié)構(gòu)緊湊，運動靈活，是很成功的一種全方位輪。由4個這種新型輪子進(jìn)行組合，可以更靈活方便的實現(xiàn)全方位移動功能?；邴溈思{姆輪技術(shù)的全向移動平衡車可以實現(xiàn)前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等運動方式，非常適合轉(zhuǎn)運空間有限、作業(yè)通道狹窄的環(huán)境作業(yè)。
【附圖說明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。
[0021]圖1為全向移動平衡車整體示意圖。
[0022]圖2為全向移動平衡車俯視圖(移除上板等零件)示意圖。
[0023]圖3為全向移動平衡車以第一同心軸中心剖切的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為全向移動平衡車以第二同心軸中心剖切的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖中:I一電池，2—擴(kuò)展板，3—控制板，4一上板，5—下板，6—第一麥克納姆輪，7 一第二麥克納姆輪，8—第一電機(jī)，9 一第二電機(jī)，10 一編碼器，11 一第二電機(jī)，12 一第四電機(jī)，13—第三麥克納姆輪，14一第四麥克納姆輪，15—第一法蘭盤，16—第一同心軸，17—第一軸承，18一第二法蘭盤，19一第二同心軸，20一第二軸承，21—第二軸承座，22一第二齒輪，23—第三軸承，24—第三軸承座，25—第一聯(lián)軸器，26—第一法蘭軸承，27—第一法蘭軸承座，28一第一齒輪，29一第二法蘭軸承，30—第二法蘭軸承座，31—傳動軸，32—第二聯(lián)軸器。
【具體實施方式】
[0026]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
[0027]第一麥克納姆輪6由第一同心軸16、第一聯(lián)軸器25連接第一電機(jī)8，第二麥克納姆輪7由第二同心軸19、第二齒輪22、第一齒輪28、傳動軸31、第二聯(lián)軸器32連接第二電機(jī)9，第三麥克納姆輪13、第四麥克納姆輪14分別與第二麥克納姆輪7、第一麥克納姆輪6—樣。每個電機(jī)尾部安裝一個編碼器10，由于每個麥克納姆輪旋轉(zhuǎn)都會產(chǎn)生軸向和徑向的摩擦力，通過控制四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)車身的全向移動，姿態(tài)由相應(yīng)的陀螺儀和加速度傳感器檢測，并通過控制板3控制四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。擴(kuò)展板2可以向上累計，安裝其他設(shè)備，如攝像頭等，擴(kuò)展全向移動平衡車的功能。
[0028]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項】
1.一種全向移動平衡車，包括車架，其特征在于，還包括擴(kuò)展板、若干個電機(jī)、若干個編碼器、聯(lián)軸器、傳動軸、第一同心軸、第二同心軸、第一法蘭盤、第二法蘭盤、若干個軸承座、若干個麥克納姆輪、控制板、第一齒輪、第二齒輪、電池、擴(kuò)展板、陀螺儀、加速度傳感器； 所述車架包括上板、下板； 所述電機(jī)包括第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī);所述電機(jī)與下板固定連接;每個所述電機(jī)尾部各安裝一個所述編碼器； 所述聯(lián)軸器包括第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器、第三聯(lián)軸器、第四聯(lián)軸器； 所述麥克納姆輪包括第一麥克納姆輪、第二麥克納姆輪、第三麥克納姆輪、第四麥克納姆輪； 所述第一電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與所述第一同心軸連接，所述第一同心軸通過第一法蘭盤與第一麥克納姆輪連接，第二電機(jī)通過第二聯(lián)軸器與所述傳動軸連接，所述傳動軸通過所述齒輪組將動力傳遞給第二同心軸，所述第二同心軸與第二麥克納姆輪通過第二法蘭盤連接； 所述第一同心軸、第二同心軸、傳動軸分別通過所述軸承座與所述車架連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全向移動平衡車，其特征在于，所述控制板與所述上板固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全向移動平衡車，其特征在于，所述擴(kuò)展板與所述上板固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全向移動平衡車，其特征在于，所述電池與所述上板固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全向移動平衡車，其特征在于，平衡車的結(jié)構(gòu)左右對稱。
【專利摘要】一種全向移動平衡車，包括車架，其特征在于，還包括擴(kuò)展板、若干個電機(jī)、若干個編碼器、聯(lián)軸器、傳動軸、第一同心軸、第二同心軸、第一法蘭盤、第二法蘭盤、若干個軸承座、若干個麥克納姆輪、控制板、第一齒輪、第二齒輪、電池、擴(kuò)展板、陀螺儀、加速度傳感器；所述車架包括上板、下板；本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，采用了麥克納姆輪這種全方位移動方式，麥克納姆輪結(jié)構(gòu)緊湊，運動靈活，是很成功的一種全方位輪。由4個這種新型輪子進(jìn)行組合，可以更靈活方便的實現(xiàn)全方位移動功能。基于麥克納姆輪技術(shù)的全向移動平衡車可以實現(xiàn)前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等運動方式，非常適合轉(zhuǎn)運空間有限、作業(yè)通道狹窄的環(huán)境作業(yè)。
【IPC分類】B62K11/00, B62K3/00
【公開號】CN205203232
【申請?zhí)枴緾N201521023328
【發(fā)明人】李風(fēng)雷, 劉動, 李敬遠(yuǎn), 盛露晨
【申請人】鄭州大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月11日