CN112829855A - 多模态ros教育小车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多模态ROS教育小车，包括车架及安装在车架底部的车轮组件，车轮组件采用后驱前独脚轮模组或者四轮差速麦克纳姆模组或者前阿克曼转向模组或者前后阿克曼转向模组或者四轮差速模组，后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组均包括前轮组件和后轮组件，车架通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态，包括有后驱前独脚轮形态、四轮差速麦克纳姆形态、前阿克曼形态、前后阿克曼形态、四轮差速形态，所采用的模组能够快速便捷切换，实现快速切换小车形态，而且能大大节省小车的空间，安装简单，使得小车能预留有丰富的安装孔位。
Description
技术领域
本发明涉及ROS教育小车技术领域，具体涉及一种多模态ROS教育小车。
背景技术
现有的ROS教育小车普遍采用电机和车轮分开的结构，这种结构会让空间本就不足的小车更加拥挤，而且模组更换不方便，不仅需要安装车轮和电机两个零件，还需要拆换连接套件，步骤繁琐，同时可实现的形态有限，如：不能实现前后阿克曼结构；此外，这些产品基本都是由现有的零件以及简单的钣金件搭建起来的，导致整体产品更像是个半成品，不是一款真正的产品，整体造型简陋，而且价格高昂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够快速便捷切换不同模组，从而切换成不同小车形态的多模态ROS教育小车。
本发明的技术方案如下：
一种多模态ROS教育小车，包括车架及安装在车架底部的车轮组件，所述车轮组件采用后驱前独脚轮模组或者四轮差速麦克纳姆模组或者前阿克曼转向模组或者前后阿克曼转向模组或者四轮差速模组，所述后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组均包括前轮组件和后轮组件，所述车架通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态。
进一步的，所述后驱前独脚轮模组的前轮组件为独脚轮机构，所述后驱前独脚轮模组的后轮组件为差速车轮机构；所述四轮差速麦克纳姆模组的前轮组件和后轮组件均为差速麦克纳姆车轮机构；所述前阿克曼转向模组的前轮组件为阿克曼转向机构，所述前阿克曼转向模组的后轮组件为差速车轮机构；所述前后阿克曼转向模组的前轮组件和后轮组件均为阿克曼转向机构；所述四轮差速模组的前轮组件和后轮组件均为差速车轮机构。
其中，所述独脚轮机构由单个脚轮、支架及转向盘组成，所述转向盘可拆卸安装在所述车架的底部，所述脚轮通过支架转动安装在所述转向盘的下方。
其中，所述差速车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，所述左右车轮机构均由伺服轮毂电机、差速器、轮毂及轮胎组成，所述伺服轮毂电机可拆卸安装在所述车架的底部，所述伺服轮毂电机的电机轴通过差速器与轮毂连接，所述轮毂的外周面安装有轮胎。
其中，所述差速麦克纳姆车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，所述左右车轮机构均由伺服轮毂电机、差速器及麦克纳姆轮组成，所述伺服轮毂电机可拆卸安装在所述车架的底部，所述伺服轮毂电机的电机轴通过差速器与麦克纳姆轮连接。
其中，所述阿克曼转向机构由驱动电机、转向臂、转向横杆、连杆、安装有左转向节的左轮及安装有右转向节的右轮组成，所述驱动电机、左转向节、右转向节可拆卸安装在所述车架的底部，所述驱动电机的电机轴上安装有转向臂，所述转向横杆的一端通过第一转向球销与所述转向臂连接，所述转向横杆的另一端通过第二转向球销与所述左转向节或者右转向节连接，所述连杆的两端分别通过第一转向销轴和第二转向销轴与所述左转向节和右转向节连接。
进一步的，所述车架上安装有激光雷达、深度相机及工控机。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明在同一个车架上通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态，包括有后驱前独脚轮形态、四轮差速麦克纳姆形态、前阿克曼形态、前后阿克曼形态、四轮差速形态，所采用的后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组能够快速便捷切换，实现快速切换小车形态；所采用的模组能大大节省小车的空间，并且安装简单；使得小车能预留有丰富的安装孔位，从而打造更加丰富的教育开发环境；此外，通过产品开模，整体更加美观，成本更低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种多模态ROS教育小车的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种多模态ROS教育小车的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种多模态ROS教育小车的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的一种多模态ROS教育小车的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的一种多模态ROS教育小车的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明提供的一种多模态ROS教育小车，包括车架及安装在车架底部的车轮组件，车轮组件可采用后驱前独脚轮模组或者四轮差速麦克纳姆模组或者前阿克曼转向模组或者前后阿克曼转向模组或者四轮差速模组，该后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组均包括前轮组件和后轮组件，车架可通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态，如实施例一到实施例五所示。
实施例一
请参阅图1，本实施例提供的一种多模态ROS教育小车，其车轮组件采用的是后驱前独脚轮模组，该后驱前独脚轮模组的前轮组件为独脚轮机构，后轮组件为差速车轮机构。
所述独脚轮机构是由单个脚轮21、支架22及转向盘23组成，其中，转向盘23可拆卸安装在车架1的底部，脚轮21通过支架22转动安装在转向盘23的下方。脚轮21可通过转向盘23实现转向。
所述差速车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，该左右车轮机构均由伺服轮毂电机31、差速器32、轮毂33及轮胎34组成，伺服轮毂电机31可拆卸安装在车架1的底部，伺服轮毂电机31的电机轴通过差速器32与轮毂33连接，轮毂33的外周面安装有轮胎34。代替了现有采用电机和车轮分开的结构，左右车轮机构均通过伺服轮毂电机31带动转动。
实施例二
请参阅图2，本实施例提供的一种多模态ROS教育小车，其车轮组件采用的是四轮差速麦克纳姆模组，为四轮驱动，该四轮差速麦克纳姆模组的前轮组件和后轮组件均为差速麦克纳姆车轮机构。
所述差速麦克纳姆车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，左右车轮机构均由伺服轮毂电机31、差速器32及麦克纳姆轮35组成，伺服轮毂电机31可拆卸安装在车架1的底部，伺服轮毂电机31的电机轴通过差速器32与麦克纳姆轮35连接。该差速麦克纳姆车轮机构与差速车轮机构的区别在于，使用了麦克纳姆轮35，其同样通过伺服轮毂电机31带动转动。
实施例三
请参阅图3，本实施例提供的一种多模态ROS教育小车，其车轮组件采用的是前阿克曼转向模组，该前阿克曼转向模组的前轮组件为阿克曼转向机构，后轮组件为差速车轮机构。
所述阿克曼转向机构由驱动电机41、转向臂42、转向横杆43、连杆44、安装有左转向节45的左轮46及安装有右转向节47的右轮48组成，驱动电机41、左转向节45、右转向节47可拆卸安装在车架1的底部，驱动电机41的电机轴上安装有转向臂42，转向横杆43的一端通过第一转向球销与转向臂42连接，转向横杆43的另一端通过第二转向球销与左转向节45或者右转向节47连接，连杆44的两端分别通过第一转向销轴和第二转向销轴与左转向节45和右转向节47连接。在驱动电机41的驱动下，通过转向臂42、转向横杆43带动左转向节45(右转向节47)转向，同时，左转向节45(右转向节47)在连杆44的作用下带动右转向节47(左转向节45)转向。
实施例四
请参阅图4，本实施例提供的一种多模态ROS教育小车，其车轮组件采用的是前后阿克曼转向模组，该前后阿克曼转向模组的前轮组件和后轮组件均为阿克曼转向机构，四轮均可转向。
实施例五
请参阅图5，本实施例提供的一种多模态ROS教育小车，其车轮组件采用的是四轮差速模组，该四轮差速模组的前轮组件和后轮组件均为差速车轮机构，为四轮驱动。
结合实施例一到实施例五，从而实现在同一个车架上通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态，分别包括有后驱前独脚轮形态、四轮差速麦克纳姆形态、前阿克曼形态、前后阿克曼形态、四轮差速形态，其具有以下优点：
(1)所采用的后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组能够快速便捷切换，实现快速切换小车形态；
(2)所采用的模组能大大节省小车的空间，并且安装简单；
(3)车架上的激光雷达、深度相机以及工控机等模块，可根据开发者需求方便更换，预留丰富的安装孔位，开发者可自行加装超声波、显示器等零件，打造更加丰富的教育开发环境；
(4)各模组通过开模等工艺以提高整体的产品性，整体更加美观，成本更低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多模态ROS教育小车，包括车架及安装在车架底部的车轮组件，其特征在于：所述车轮组件采用后驱前独脚轮模组或者四轮差速麦克纳姆模组或者前阿克曼转向模组或者前后阿克曼转向模组或者四轮差速模组，所述后驱前独脚轮模组、四轮差速麦克纳姆模组、前阿克曼转向模组、前后阿克曼转向模组、四轮差速模组均包括前轮组件和后轮组件，所述车架通过安装替换不同的前轮组件或者后轮组件或者前轮组件及后轮组件形成五种小车形态。
2.根据权利要求1所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述后驱前独脚轮模组的前轮组件为独脚轮机构，所述后驱前独脚轮模组的后轮组件为差速车轮机构；所述四轮差速麦克纳姆模组的前轮组件和后轮组件均为差速麦克纳姆车轮机构；所述前阿克曼转向模组的前轮组件为阿克曼转向机构，所述前阿克曼转向模组的后轮组件为差速车轮机构；所述前后阿克曼转向模组的前轮组件和后轮组件均为阿克曼转向机构；所述四轮差速模组的前轮组件和后轮组件均为差速车轮机构。
3.根据权利要求2所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述独脚轮机构由单个脚轮、支架及转向盘组成，所述转向盘可拆卸安装在所述车架的底部，所述脚轮通过支架转动安装在所述转向盘的下方。
4.根据权利要求2所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述差速车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，所述左右车轮机构均由伺服轮毂电机、差速器、轮毂及轮胎组成，所述伺服轮毂电机可拆卸安装在所述车架的底部，所述伺服轮毂电机的电机轴通过差速器与轮毂连接，所述轮毂的外周面安装有轮胎。
5.根据权利要求2所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述差速麦克纳姆车轮机构包括相称设置的左右车轮机构，所述左右车轮机构均由伺服轮毂电机、差速器及麦克纳姆轮组成，所述伺服轮毂电机可拆卸安装在所述车架的底部，所述伺服轮毂电机的电机轴通过差速器与麦克纳姆轮连接。
6.根据权利要求2所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述阿克曼转向机构由驱动电机、转向臂、转向横杆、连杆、安装有左转向节的左轮及安装有右转向节的右轮组成，所述驱动电机、左转向节、右转向节可拆卸安装在所述车架的底部，所述驱动电机的电机轴上安装有转向臂，所述转向横杆的一端通过第一转向球销与所述转向臂连接，所述转向横杆的另一端通过第二转向球销与所述左转向节或者右转向节连接，所述连杆的两端分别通过第一转向销轴和第二转向销轴与所述左转向节和右转向节连接。
7.根据权利要求1所述的多模态ROS教育小车，其特征在于：所述车架上安装有激光雷达、深度相机及工控机。
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