[發(fā)明專利]一種滾珠里程計(jì)及里程計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110763784.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN113280831A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振;梁春林;段云峰;楊鍇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市伽利略機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): G01C22/00
• 分類號(hào): G01C22/00
• 代理公司: 深圳市輝泓專利代理有限公司 44510
• 代理人: 劉海軍

1.一種滾珠里程計(jì)，其特征在于，設(shè)有滾珠(1)、滾珠支架、位移傳感器和底部支撐板(4)，所述滾珠支架設(shè)置在所述底部支撐板(4)上，所述滾珠(1)可滾動(dòng)的設(shè)置在所述滾珠支架中，所述滾珠(1)的一側(cè)穿過所述滾珠支架與接觸平面抵接，所述位移傳感器設(shè)置在所述滾珠支架上檢測(cè)所述滾珠(1)的滾動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述滾珠支架包括支撐軸(21)、軸承(22)和底板(23)，所述支撐軸(21)設(shè)有三條以上且環(huán)繞所述滾珠(1)設(shè)置，所述軸承(22)的數(shù)量?jī)杀队谒鲋屋S(21)的數(shù)量，所述軸承(22)分別設(shè)置在支撐軸(21)的端部并與所述底板(23)連接，所述支撐軸(21)所在的多邊形內(nèi)切圓直徑小于所述滾珠(1)的直徑，所述支撐軸(21)與所述滾珠(1)的外表面抵接，使得所述支撐軸(21)隨著所述滾珠(1)的滾動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.如權(quán)利要求2所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述位移傳感器為光流傳感器(31)，所述光流傳感器(31)設(shè)置在所述滾珠(1)的一側(cè)，所述光流傳感器(31)的攝像頭朝向所述滾珠(1)設(shè)置。

4.如權(quán)利要求3所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述滾珠支架設(shè)有滾珠蓋板(24)，所述滾珠(1)設(shè)置在所述支撐軸(21)和滾珠蓋板(24)之間，所述滾珠蓋板(24)上設(shè)有半徑小于滾珠(1)的滾珠圓孔(241)，所述滾珠(1)可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在所述滾珠圓孔(241)中。

5.如權(quán)利要求2所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述位移傳感器為編碼器，所述編碼器設(shè)有兩個(gè)以上，所述編碼器分別設(shè)置在兩條以上相鄰的支撐軸(21)上，所述編碼器的碼盤與所述支撐軸(21)連接并隨所述支撐軸(21)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述編碼器與計(jì)數(shù)器連接。

6.如權(quán)利要求5所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述編碼器為光電編碼器或磁性編碼器。

7.如權(quán)利要求1所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述底部支撐板(4)和滾珠支架通過連接柱(41)連接，所述連接柱(41)設(shè)有兩條以上且相互平行設(shè)置，所述連接柱(41)的一端與所述底部支撐板(4)固定連接，所述連接柱(41)的另一端與所述滾珠支架活動(dòng)連接，使得所述滾珠支架能夠沿著所述連接柱(41)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述連接柱(41)上套裝有復(fù)位彈簧(42)，所述復(fù)位彈簧(42)的一端與所述底部支撐板(4)抵接，所述復(fù)位彈簧(42)的另一端與所述滾珠支架抵接。

8.如權(quán)利要求1所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述滾珠支架包括支撐軸(21)、軸承(22)、底板(23)和滾珠蓋板(24)，所述滾珠蓋板(24)設(shè)置在所述滾珠(1)的前側(cè)，所述滾珠蓋板(24)上設(shè)有半徑小于滾珠(1)的滾珠圓孔(241)，所述滾珠(1)可轉(zhuǎn)動(dòng)的嵌裝在所述滾珠圓孔(241)中且透過所述滾珠圓孔(241)與接觸平面接觸，所述支撐軸(21)設(shè)置在所述滾珠(1)的后側(cè)，所述支撐軸(21)設(shè)有三條且呈三角形環(huán)繞所述滾珠(1)設(shè)置，所述軸承(22)設(shè)有六個(gè)，所述軸承(22)分別設(shè)置在所述支撐軸(21)兩端且與所述底板(23)連接，所述支撐軸(21)組成的三角形的內(nèi)切圓直徑小于所述滾珠(1)的直徑，所述支撐軸(21)與所述滾珠(1)的外表面抵接，使得所述滾珠(1)被限制在所述滾珠圓孔(241)中；所述底部支撐板(4)和滾珠蓋板(24)通過四條平行設(shè)置的連接柱(41)連接，所述底板(23)上設(shè)有供所述連接柱(41)穿過的通孔，所述連接柱(41)上設(shè)有復(fù)位彈簧(42)，所述復(fù)位彈簧(42)的一端與所述底部支撐板(4)抵接，所述復(fù)位彈簧(42)的另一端與所述滾珠支架抵接。

9.如權(quán)利要求8所述的滾珠里程計(jì)，其特征在于，所述位移傳感器為光流傳感器(31)，所述光流傳感器(31)設(shè)置在所述滾珠(1)后側(cè)的底板(23)上，所述光流傳感器(31)的攝像頭朝向所述滾珠(1)，所述光流傳感器(31)和滾珠(1)之間設(shè)有透鏡。

10.一種利用如權(quán)利要求5或6任一所述的滾珠里程計(jì)計(jì)算里程的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，以其中兩條相鄰且設(shè)有編碼器的支撐軸(21)軸a和軸b的交點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，軸a轉(zhuǎn)動(dòng)方向與x軸之間的夾角為α，軸b轉(zhuǎn)動(dòng)方向與x軸之間的夾角為β；

S20，滾珠里程計(jì)移動(dòng)，滾珠(1)滾動(dòng)并帶動(dòng)軸a和軸b轉(zhuǎn)動(dòng)，位移傳感器獲取獲取滾珠里程計(jì)單位時(shí)間內(nèi)軸a的位移L1和軸b的位移L2；

S30，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)滾珠里程計(jì)的終點(diǎn)坐標(biāo)(x，y)，x＝L1*cos(α)＝L2*cos(β)，y＝L2*sin(α)＝L2*sin(β)；

S40、計(jì)算終點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離L，

S50，將滾珠里程計(jì)從初始起點(diǎn)移動(dòng)到最終目的點(diǎn)經(jīng)過了n個(gè)單位時(shí)間，計(jì)算出n個(gè)單位對(duì)應(yīng)的L1、L2……Ln，將L1至Ln相加，就得到滾珠里程計(jì)的總行進(jìn)里程。