[實(shí)用新型]一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821978209.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN209467267U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸志國;崔岳;霍佳偉;劉若林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): B62K11/00
• 分類號(hào): B62K11/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫奇

本實(shí)用新型公開一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)，包括車身，車身上設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)向軸，兩軸由同步裝置連接實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向，每個(gè)轉(zhuǎn)向軸的上端由鎖緊螺母鎖緊，下端固定有連接件的一端，兩連接件的另一端分別連有輪轂電機(jī)。車身包括上車身和下車身兩部分，上車身與下車身通過支撐柱相連，并對(duì)所述轉(zhuǎn)向軸進(jìn)行周向定位。同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有兩種形式：其一為同步帶及同步帶輪，兩同步帶輪分別固定在兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，同步帶則纏繞在同步帶輪上實(shí)現(xiàn)各軸的同步轉(zhuǎn)向。其二為平行四連桿機(jī)構(gòu)，兩等長平行連桿一端分別固定在兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，另一端由與兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心距等長的連桿相連，連桿一長兩短與兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸定中心距形成一平行四邊形，即可實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)向。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)已成為機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要分支，其中全方位移動(dòng)平臺(tái)AGV由于具有平面運(yùn)動(dòng)的全部三個(gè)自由度，前后、左右和自轉(zhuǎn)，理論上可以在任何角度以任何速度在所處平面上運(yùn)動(dòng)。以麥克納姆輪、瑞士輪等復(fù)合輪式機(jī)構(gòu)為代表，全向移動(dòng)機(jī)械的發(fā)展較為迅速，廣泛應(yīng)用在科研、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及游戲競賽等機(jī)械中。目前，輪式全向移動(dòng)平臺(tái)大致分為兩種：一種是應(yīng)用特殊輪結(jié)構(gòu)，另一種是應(yīng)用傳統(tǒng)輪結(jié)構(gòu)。特殊輪結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜且被動(dòng)輪易引起車體振動(dòng)。而傳統(tǒng)輪結(jié)構(gòu)電機(jī)數(shù)目多，整體設(shè)計(jì)成本高，不適用于小型系統(tǒng)。目前，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)很多雙輪自平衡倒立擺的成功例子，已廣泛應(yīng)用于日常生活中，例如Segway代步車的系統(tǒng)架構(gòu)有一定的參考價(jià)值，但方案細(xì)節(jié)需要重新考慮。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)，具體技術(shù)方案如下：

一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)，包括支撐柱、同步帶張緊裝置、鎖緊螺母、軸承、轉(zhuǎn)向軸、電池、控制裝置、輪轂電機(jī)、連接件、同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和車身；

所述車身由上車身和下車身兩部分組成，且上車身與下車身均設(shè)有安裝孔，用于安裝轉(zhuǎn)向軸；

所述上車身與下車身通過圓錐滾子軸承設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)向軸，通過鎖緊螺母鎖緊；

所述轉(zhuǎn)向軸之間設(shè)有支撐柱，支撐柱端角設(shè)有角碼，用于增大接觸面積保證支撐柱豎直，提高車身的承載能力；

所述同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分為同步帶或四桿機(jī)構(gòu)兩種方式，均設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸上；

所述同步帶輪通過頂絲固定在轉(zhuǎn)向軸上，貼緊圓錐滾子軸承上，上端頂在軸承上，下端通過軸肩定位，同步帶纏繞在同步帶輪上實(shí)現(xiàn)各軸的同步轉(zhuǎn)向；

所述同步帶張緊裝置由深溝球軸承、纖維板、墊片和螺母組成；

上車身下端有固定間距的兩個(gè)塞打螺栓，其上分別由兩個(gè)深溝球軸承，作用在同步帶兩側(cè)，纖維板設(shè)置在塞打螺栓兩端，墊片設(shè)置在上面纖維板和深溝球軸承之間，螺母設(shè)置在下面的深溝球軸承和纖維板之間，同步帶通過同步帶張緊裝置實(shí)現(xiàn)張緊；

由兩個(gè)短桿和一個(gè)長與兩個(gè)轉(zhuǎn)向軸的固定中心距組成四連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向同步作用；將兩個(gè)短桿的一端套由上車身上端伸出的轉(zhuǎn)向軸上或下車身下端伸出的轉(zhuǎn)向軸上，另一端與長桿連接，其中長桿與兩轉(zhuǎn)向軸的中心距等長；

所述連接件呈L形，下車身下端伸出轉(zhuǎn)向軸插接在連接件上，連接件的另一端連接輪轂電機(jī)；

所述電池粘到下車身上端，控制器粘到電池上。

所述的一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)，其優(yōu)選方案為每個(gè)所述轉(zhuǎn)向軸通過四個(gè)圓錐滾子軸承與車身相連，其中兩個(gè)圓錐滾子軸承面對(duì)面安裝固定轉(zhuǎn)向軸與上車身，另用兩個(gè)圓錐滾子軸承面對(duì)面安裝固定該轉(zhuǎn)向軸與下車身。

所述的一種雙輪耦合式全向倒立擺平衡移動(dòng)平臺(tái)，其優(yōu)選方案為所述上車身、下車身、支撐柱均為鋁制品。