CN111609085A - 带有万向传动结构的全象限行驶轮系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带有万向传动结构的全象限行驶轮系,属于万向传动轮系技术领域,包括承载组件、横向防震组件、万向组件,所述承载组件位于整套装置的最上端,所述承载组件四角设置有横向防震组件,所述横向防震组件远离承载组件一端设置有万向组件,本发明科学合理,使用安全方便,本装置通过磁力大小的调节来控制抬升轴上移或下移,以达到在滚轮触碰到不平路面前,提前按照路面趋势进行高度调整,使装置顶端的稳定板一直能够保持平稳状态,保障了稳定板上方承载物体的高度持续平衡,使得本装置的应用范围更广,可应用到汽车、智能机器人等多种领域。
Description
技术领域
本发明涉及万向传动轮系技术领域,具体是带有万向传动结构的全象限行驶轮系。
背景技术
采用传动轮进行驱动实现装置的位移效果,已经运用到多种领域,在汽车运行、机械动态生产、智能机器人开发上应用范围极广,但现有传动技术中没有既能够实现万向移动,又能根据地形进行提前预知进而实现无振动运行的装置,高度的地形环境适应性能够使智能、工业、运输业的机械设备的高效运行效果得到有效提高,所以人们需要带有万向传动结构的全象限行驶轮系来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供带有万向传动结构的全象限行驶轮系,以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
带有万向传动结构的全象限行驶轮系,包括承载组件、横向防震组件、万向组件、上抬升组件、下抬升组件、探测组件,所述承载组件位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,所述承载组件四角设置有横向防震组件,所述横向防震组件起到减小横向障碍物对装置造成的撞击振动的作用,所述横向防震组件远离承载组件一端设置有万向组件,所述万向组件起到控制装置向任意方向转动的作用,所述万向组件下端设置有上抬升组件,所述上抬升组件起到支撑上方部件的作用,所述上抬升组件下端设置有下抬升组件,所述下抬升组件起到升降控制装置高度的作用,所述下抬升组件下端设置有探测组件,所述探测组件起到探测预知地形的作用。
所述承载组件包括稳定板、电瓶、PLC控制器,所述稳定板位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,所述稳定板内部固定安装有电瓶,所述稳定板侧壁上固定安装有PLC控制器,将本装置放置在地面上,滚轮与探测滚轮全部着地,利用PLC控制器控制装置移动。
所述横向防震组件包括弹簧、横向减震滑块,所述稳定板四角开设有横向槽道,所述横向槽道内固定安装有弹簧,所述弹簧远离稳定板一端固定安装有横向减震滑块,所述横向减震滑块与横向槽道滑动连接,所述万向组件包括转向电机安装块、转向电机、旋转槽,所述横向减震滑块远离弹簧一端固定安装有转向电机安装块,所述转向电机安装块内部固定安装有转向电机,所述转向电机安装块底端开设有旋转槽,当本装置需要进行转向时,利用PLC控制器控制转向电机运转,转向电机的转子与旋转卡块为固定连接关系。
所述上抬升组件包括旋转卡块、转向轴、电磁铁,所述旋转槽内旋转卡设有旋转卡块,所述旋转卡块能够在旋转槽内横向旋转,所述旋转卡块底端固定安装有转向轴,所述转向轴底端开设有抬升槽道,所述抬升槽道顶端固定安装有电磁铁,PLC控制器驱动驱动电机运行,驱动电机依次带动转轴、滚轮转动,实现本装置的传动位移效果,当本装置需要进行转向时,利用PLC控制器控制转向电机运转,转向电机的转子与旋转卡块为固定连接关系,转向电机依次带动旋转卡块、转向轴、抬升轴、滚轮旋转,改变了滚轮的运动朝向,实现了本装置的万向移动效果。
所述下抬升组件包括抬升轴、永磁铁、固定挡板、转轴、滚轮、驱动电机,所述抬升槽道内滑动安装有抬升轴,所述抬升轴顶端固定安装有永磁铁,所述抬升轴底端两侧固定安装有固定挡板,所述固定挡板中央贯穿安装有转轴,所述转轴中部旋转安装有滚轮,所述转轴侧方一端固定连接有驱动电机,所述驱动电机与固定挡板固定连接,所述驱动电机的转子与转轴固定连接,初始状态下所述永磁铁N磁极朝向远离地面一端,所述电磁铁通电时N磁极朝向永磁铁方向,使得两者之间产生互斥力,抬升轴与地面接触不会被斥力推动向下移动,所以电磁铁通电时,电磁铁会被向上推动,进而带动转向电机安装块以及稳定板向上移动,实现本装置承载高度的灵活变化。
所述探测组件包括探测滑筒、距离传感器、伸缩杆、探测滚轮、探测弹簧、弹簧固定环,所述抬升轴侧壁上通过滑轨滑槽滑动安装有探测滑筒,所述探测滑筒底端开设有距离探测槽道,所述距离探测槽道顶端固定安装有距离传感器,所述距离探测槽道内滑动安装有伸缩杆,所述伸缩杆底端旋转安装有探测滚轮,所述伸缩杆顶端固定安装有探测弹簧,所述探测弹簧远离伸缩杆一端固定安装有弹簧固定环,所述弹簧固定环侧壁与探测滑筒内侧壁连接固定,本装置在移动过程中,探测滚轮与滚轮同步移动,探测滚轮位于滚轮的前后两侧,当本装置移动至凹凸不平路面时,探测滚轮会先于滚轮接触不平路面,将探测滚轮接触到不平路面会被突出路面向上顶起,或陷入凹陷路面内,同时距离传感器对伸缩杆的上下移动距离进行实时检测,并将距离信号传递给PLC控制器,PLC控制器根据伸缩杆位移变化量向电磁铁发送指令,控制电磁铁通电电压,进而达到控制电磁铁磁力大小的效果,将通过磁力大小的调节来进一步控制抬升轴上移或下移,以达到在滚轮触碰到不平路面前,提前按照路面趋势进行高度调整,使装置顶端的稳定板一直能够保持平稳状态,保障了稳定板上方承载物体的高度持续平衡,使得本装置的应用范围更广,可应用到汽车、智能机器人等多种领域。
所述弹簧固定环为中空状的弹簧固定环,便于距离传感器透过弹簧固定环中空处以及弹簧中央中空处对伸缩杆进行距离探测。
所述电磁铁通过电线与PLC控制器电性连接,所述PLC控制器通过电线与电瓶电性连接。
所述驱动电机通过电线与PLC控制器电性连接,所述转向电机通过电线与PLC控制器电性连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本装置利用PLC控制器驱动驱动电机运行,实现本装置的直线位移效果,利用PLC控制器控制转向电机运转,改变滚轮的运动朝向,实现装置的拐弯效果,直线加度旋转转弯,实现了万向的移动效果,使本装置极具灵活性;
本装置利用永磁铁的永磁性与电磁铁的可控磁性产生不同程度的互斥力,进而带动转向电机安装块以及稳定板向上移动,使本装置承载高度可灵活变化;
本装置在移动过程中,探测滚轮与滚轮同步移动,探测滚轮位于滚轮的前后两侧,当本装置移动至凹凸不平路面时,探测滚轮会先于滚轮接触不平路面,将探测滚轮接触到不平路面会被突出路面向上顶起,或陷入凹陷路面内,同时距离传感器对伸缩杆的上下移动距离进行实时检测,并将距离信号传递给PLC控制器,PLC控制器根据伸缩杆位移变化量向电磁铁发送指令,控制电磁铁通电电压,进而达到控制电磁铁磁力大小的效果,将通过磁力大小的调节来进一步控制抬升轴上移或下移,以达到在滚轮触碰到不平路面前,提前按照路面趋势进行高度调整,使装置顶端的稳定板一直能够保持平稳状态,保障了稳定板上方承载物体的高度持续平衡,使得本装置的应用范围更广,可应用到汽车、智能机器人等多种领域。
附图说明
图1为本发明带有万向传动结构的全象限行驶轮系的主视剖面结构示意图;
图2为本发明带有万向传动结构的全象限行驶轮系的图1中A区域放大结构示意图;
图3为本发明带有万向传动结构的全象限行驶轮系的图1中B区域放大结构示意图;
图4为本发明带有万向传动结构的全象限行驶轮系的抬升轴区域详细结构示意图。
图中标号:101、稳定板;102、电瓶;103、PLC控制器;201、弹簧;202、横向减震滑块;301、转向电机安装块;302、转向电机;303、旋转槽;401、旋转卡块;402、转向轴;403、电磁铁;501、抬升轴;502、永磁铁;503、固定挡板;504、转轴;505、滚轮;506、驱动电机;601、探测滑筒;602、距离传感器;603、伸缩杆;604、探测滚轮;605、探测弹簧;606、弹簧固定环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:如图1-4所示,带有万向传动结构的全象限行驶轮系,包括承载组件、横向防震组件、万向组件、上抬升组件、下抬升组件、探测组件,承载组件位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,承载组件四角设置有横向防震组件,横向防震组件起到减小横向障碍物对装置造成的撞击振动的作用,横向防震组件远离承载组件一端设置有万向组件,万向组件起到控制装置向任意方向转动的作用,万向组件下端设置有上抬升组件,上抬升组件起到支撑上方部件的作用,上抬升组件下端设置有下抬升组件,下抬升组件起到升降控制装置高度的作用,下抬升组件下端设置有探测组件,探测组件起到探测预知地形的作用。
承载组件包括稳定板101、电瓶102、PLC控制器103,稳定板101位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,稳定板101内部固定安装有电瓶102,稳定板101侧壁上固定安装有PLC控制器103,将本装置放置在地面上,滚轮505与探测滚轮604全部着地,利用PLC控制器103控制装置移动。
横向防震组件包括弹簧201、横向减震滑块202,稳定板101四角开设有横向槽道,横向槽道内固定安装有弹簧201,弹簧201远离稳定板101一端固定安装有横向减震滑块202,横向减震滑块202与横向槽道滑动连接,万向组件包括转向电机安装块301、转向电机302、旋转槽303,横向减震滑块202远离弹簧201一端固定安装有转向电机安装块301,转向电机安装块301内部固定安装有转向电机302,转向电机安装块301底端开设有旋转槽303,当本装置需要进行转向时,利用PLC控制器103控制转向电机302运转,转向电机302的转子与旋转卡块401为固定连接关系。
上抬升组件包括旋转卡块401、转向轴402、电磁铁403,旋转槽303内旋转卡设有旋转卡块401,旋转卡块401能够在旋转槽303内横向旋转,旋转卡块401底端固定安装有转向轴402,转向轴402底端开设有抬升槽道,抬升槽道顶端固定安装有电磁铁403,PLC控制器103驱动驱动电机506运行,驱动电机506依次带动转轴504、滚轮505转动,实现本装置的传动位移效果,当本装置需要进行转向时,利用PLC控制器103控制转向电机302运转,转向电机302的转子与旋转卡块401为固定连接关系,转向电机302依次带动旋转卡块401、转向轴402、抬升轴501、滚轮505旋转,改变了滚轮505的运动朝向,实现了本装置的万向移动效果。
下抬升组件包括抬升轴501、永磁铁502、固定挡板503、转轴504、滚轮505、驱动电机506,抬升槽道内滑动安装有抬升轴501,抬升轴501顶端固定安装有永磁铁502,抬升轴501底端两侧固定安装有固定挡板503,固定挡板503中央贯穿安装有转轴504,转轴504中部旋转安装有滚轮505,转轴504侧方一端固定连接有驱动电机506,驱动电机506与固定挡板503固定连接,驱动电机506的转子与转轴504固定连接,初始状态下永磁铁502N磁极朝向远离地面一端,电磁铁403通电时N磁极朝向永磁铁502方向,使得两者之间产生互斥力,抬升轴501与地面接触不会被斥力推动向下移动,所以电磁铁403通电时,电磁铁403会被向上推动,进而带动转向电机安装块301以及稳定板101向上移动,实现本装置承载高度的灵活变化。
探测组件包括探测滑筒601、距离传感器602、伸缩杆603、探测滚轮604、探测弹簧605、弹簧固定环606,抬升轴501侧壁上通过滑轨滑槽滑动安装有探测滑筒601,探测滑筒601底端开设有距离探测槽道,距离探测槽道顶端固定安装有距离传感器602,距离探测槽道内滑动安装有伸缩杆603,伸缩杆603底端旋转安装有探测滚轮604,伸缩杆603顶端固定安装有探测弹簧605,探测弹簧605远离伸缩杆603一端固定安装有弹簧固定环606,弹簧固定环606侧壁与探测滑筒601内侧壁连接固定,本装置在移动过程中,探测滚轮604与滚轮505同步移动,探测滚轮604位于滚轮505的前后两侧,当本装置移动至凹凸不平路面时,探测滚轮604会先于滚轮505接触不平路面,将探测滚轮604接触到不平路面会被突出路面向上顶起,或陷入凹陷路面内,同时距离传感器602对伸缩杆603的上下移动距离进行实时检测,并将距离信号传递给PLC控制器103,PLC控制器103根据伸缩杆603位移变化量向电磁铁403发送指令,控制电磁铁403通电电压,进而达到控制电磁铁403磁力大小的效果,将通过磁力大小的调节来进一步控制抬升轴501上移或下移,以达到在滚轮505触碰到不平路面前,提前按照路面趋势进行高度调整,使装置顶端的稳定板101一直能够保持平稳状态,保障了稳定板101上方承载物体的高度持续平衡,使得本装置的应用范围更广,可应用到汽车、智能机器人等多种领域。
弹簧固定环606为中空状的弹簧固定环606,便于距离传感器602透过弹簧固定环606中空处以及弹簧中央中空处对伸缩杆603进行距离探测。
电磁铁403通过电线与PLC控制器103电性连接,PLC控制器103通过电线与电瓶102电性连接。
驱动电机506通过电线与PLC控制器103电性连接,转向电机302通过电线与PLC控制器103电性连接。
工作原理:
将本装置放置在地面上,滚轮505与探测滚轮604全部着地,利用PLC控制器103驱动驱动电机506运行,驱动电机506依次带动转轴504、滚轮505转动,实现本装置的传动位移效果,当需要进行转向时,利用PLC控制器103控制转向电机302运转,转向电机302的转子与旋转卡块401为固定连接关系,转向电机302依次带动旋转卡块401、转向轴402、抬升轴501、滚轮505旋转,改变了滚轮505的运动朝向,实现了本装置的万向移动效果;
初始状态下永磁铁502N磁极朝向远离地面一端,电磁铁403通电时N磁极朝向永磁铁502方向,使得两者之间产生互斥力,抬升轴501与地面接触不会被斥力推动向下移动,所以电磁铁403通电时,电磁铁403会被向上推动,进而带动转向电机安装块301以及稳定板101向上移动,实现本装置承载高度的灵活变化;
本装置在移动过程中,探测滚轮604与滚轮505同步移动,探测滚轮604位于滚轮505的前后两侧,当本装置移动至凹凸不平路面时,探测滚轮604会先于滚轮505接触不平路面,将探测滚轮604接触到不平路面会被突出路面向上顶起,或陷入凹陷路面内,同时距离传感器602对伸缩杆603的上下移动距离进行实时检测,并将距离信号传递给PLC控制器103,PLC控制器103根据伸缩杆603位移变化量向电磁铁403发送指令,控制电磁铁403通电电压,进而达到控制电磁铁403磁力大小的效果,将通过磁力大小的调节来进一步控制抬升轴501上移或下移,以达到在滚轮505触碰到不平路面前,提前按照路面趋势进行高度调整,使装置顶端的稳定板101一直能够保持平稳状态,保障了稳定板101上方承载物体的高度持续平衡,使得本装置的应用范围更广,可应用到汽车、智能机器人等多种领域。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:包括承载组件、横向防震组件、万向组件、上抬升组件、下抬升组件、探测组件,所述承载组件位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,所述承载组件四角设置有横向防震组件,所述横向防震组件起到减小横向障碍物对装置造成的撞击振动的作用,所述横向防震组件远离承载组件一端设置有万向组件,所述万向组件起到控制装置向任意方向转动的作用,所述万向组件下端设置有上抬升组件,所述上抬升组件起到支撑上方部件的作用,所述上抬升组件下端设置有下抬升组件,所述下抬升组件起到升降控制装置高度的作用,所述下抬升组件下端设置有探测组件,所述探测组件起到探测预知地形的作用。
2.根据权利要求1所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述承载组件包括稳定板(101)、电瓶(102)、PLC控制器(103),所述稳定板(101)位于整套装置的最上端,起到承载外界物体的作用,所述稳定板(101)内部固定安装有电瓶(102),所述稳定板(101)侧壁上固定安装有PLC控制器(103)。
3.根据权利要求2所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述横向防震组件包括弹簧(201)、横向减震滑块(202),所述稳定板(101)四角开设有横向槽道,所述横向槽道内固定安装有弹簧(201),所述弹簧(201)远离稳定板(101)一端固定安装有横向减震滑块(202),所述横向减震滑块(202)与横向槽道滑动连接。
4.根据权利要求3所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述万向组件包括转向电机安装块(301)、转向电机(302)、旋转槽(303),所述横向减震滑块(202)远离弹簧(201)一端固定安装有转向电机安装块(301),所述转向电机安装块(301)内部固定安装有转向电机(302),所述转向电机安装块(301)底端开设有旋转槽(303)。
5.根据权利要求4所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述上抬升组件包括旋转卡块(401)、转向轴(402)、电磁铁(403),所述旋转槽(303)内旋转卡设有旋转卡块(401),所述旋转卡块(401)能够在旋转槽(303)内横向旋转,所述旋转卡块(401)底端固定安装有转向轴(402),所述转向轴(402)底端开设有抬升槽道,所述抬升槽道顶端固定安装有电磁铁(403)。
6.根据权利要求5所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述下抬升组件包括抬升轴(501)、永磁铁(502)、固定挡板(503)、转轴(504)、滚轮(505)、驱动电机(506),所述抬升槽道内滑动安装有抬升轴(501),所述抬升轴(501)顶端固定安装有永磁铁(502),所述抬升轴(501)底端两侧固定安装有固定挡板(503),所述固定挡板(503)中央贯穿安装有转轴(504),所述转轴(504)中部旋转安装有滚轮(505),所述转轴(504)侧方一端固定连接有驱动电机(506),所述驱动电机(506)与固定挡板(503)固定连接,所述驱动电机(506)的转子与转轴(504)固定连接。
7.根据权利要求6所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述探测组件包括探测滑筒(601)、距离传感器(602)、伸缩杆(603)、探测滚轮(604)、探测弹簧(605)、弹簧固定环(606),所述抬升轴(501)侧壁上通过滑轨滑槽滑动安装有探测滑筒(601),所述探测滑筒(601)底端开设有距离探测槽道,所述距离探测槽道顶端固定安装有距离传感器(602),所述距离探测槽道内滑动安装有伸缩杆(603),所述伸缩杆(603)底端旋转安装有探测滚轮(604),所述伸缩杆(603)顶端固定安装有探测弹簧(605),所述探测弹簧(605)远离伸缩杆(603)一端固定安装有弹簧固定环(606),所述弹簧固定环(606)侧壁与探测滑筒(601)内侧壁连接固定。
8.根据权利要求7所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述弹簧固定环(606)为中空状的弹簧固定环(606)。
9.根据权利要求5所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述电磁铁(403)通过电线与PLC控制器(103)电性连接,所述PLC控制器(103)通过电线与电瓶(102)电性连接。
10.根据权利要求9所述的带有万向传动结构的全象限行驶轮系,其特征在于:所述驱动电机(506)通过电线与PLC控制器(103)电性连接,所述转向电机(302)通过电线与PLC控制器(103)电性连接。
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