CN205203232U - 一种全向移动平衡车 - Google Patents

Abstract

一种全向移动平衡车，包括车架，其特征在于，还包括扩展板、若干个电机、若干个编码器、联轴器、传动轴、第一同心轴、第二同心轴、第一法兰盘、第二法兰盘、若干个轴承座、若干个麦克纳姆轮、控制板、第一齿轮、第二齿轮、电池、扩展板、陀螺仪、加速度传感器；所述车架包括上板、下板；本实用新型整体结构简单，采用了麦克纳姆轮这种全方位移动方式，麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。由4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。基于麦克纳姆轮技术的全向移动平衡车可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境作业。

Description

一种全向移动平衡车

技术领域

本实用新型涉及一种平衡车，尤其涉及一种全向移动平衡车。

背景技术

双轮平衡车是一种由电力驱动，具有自我平衡能力的新型绿色交通工具，目前已应用于各种大型场馆工作人员的巡视工作中，又往进一步普及并作为个人短途交通代步工具。平衡车是采用两轮并排固定的方式，像一种两轮平行的机器人一样。两轮平衡控制系统是一种两轮左右平行布置的，像传统的倒立摆一样，本身是一个自然不稳定体必须有加强有力的控制手段才能使之稳定。因为两轮平衡车具有运动灵活，智能操作，操作简单，节约电源，绿色环保，转弯半径小等优点所以适用在狭小空间内运行。

平衡车的工作原理，非常类似于人体自身的平衡系统。就我们的人体而言，当身体重心前倾时，为了保证平衡，我们需要往前走；而当重心后倾式，我们需要往后走，其中也是同样的道理。

当我们在驾驶平衡车的时候平衡车的两个轮子就代替了双脚。与身体的平衡系统非常类似，当我们的重心前倾时，智能系统就会自动感应到，并精确的驱动轮子向前运动；同样的当我们的身体向后重心后倾时，轮子就会向后运动。这套工作原理也被称为动态平衡原理，这也是平衡车被叫做平衡车的原因；有时候也被叫做体感车，这是因为它能感应身体重心的变化，因驾驶者姿态的变化而改变行驶状态；有时也叫思维车，这是因为它能感应重心的变化，智能调整姿态和运行。

平衡车利用“动态平衡”原理，采用运动补偿算法，利用其内部的陀螺仪和加速度传感器，来精确检测车体姿态的微小变化，并利用精妙的伺服控制系统，灵敏地驱动电机，进行相应的调整，以保持整个车体的稳定和平衡。

现有的平衡车轮胎多采用充气橡胶轮胎，轮胎的材质及结构导致其不利于急转弯。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种全向移动平衡车，具体技术方案如下。

一种全向移动平衡车，包括车架，还包括扩展板、若干个电机、若干个编码器、联轴器、传动轴、第一同心轴、第二同心轴、第一法兰盘、第二法兰盘、若干个轴承座、若干个麦克纳姆轮、控制板、第一齿轮、第二齿轮、电池、扩展板、陀螺仪、加速度传感器；

所述车架包括上板、下板；

所述电机包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机；所述电机与下板固定连接；每个所述电机尾部各安装一个所述编码器；

所述联轴器包括第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器；

所述麦克纳姆轮包括第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮、第四麦克纳姆轮；

所述第一电机通过第一联轴器与所述第一同心轴连接，所述第一同心轴通过第一法兰盘与第一麦克纳姆轮连接，第二电机通过第二联轴器与所述传动轴连接，所述传动轴通过所述齿轮组将动力传递给第二同心轴，所述第二同心轴与第二麦克纳姆轮通过第二法兰盘连接；

所述第一同心轴、第二同心轴、传动轴分别通过所述轴承座与所述车架连接。

所述控制板与所述上板固定连接。

所述扩展板与所述上板固定连接。

所述电池与所述上板固定连接。

平衡车的结构左右对称。

本实用新型整体结构简单，采用了麦克纳姆轮这种全方位移动方式，在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。由4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。基于麦克纳姆轮技术的全向移动平衡车可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境作业。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为全向移动平衡车整体示意图。

图2为全向移动平衡车俯视图（移除上板等零件）示意图。

图3为全向移动平衡车以第一同心轴中心剖切的结构示意图。

图4为全向移动平衡车以第二同心轴中心剖切的结构示意图。

附图中：1—电池，2—扩展板，3—控制板，4—上板，5—下板，6—第一麦克纳姆轮，7—第二麦克纳姆轮，8—第一电机，9—第二电机，10—编码器，11—第三电机，12—第四电机，13—第三麦克纳姆轮，14—第四麦克纳姆轮，15—第一法兰盘，16—第一同心轴，17—第一轴承，18—第二法兰盘，19—第二同心轴，20—第二轴承，21—第二轴承座，22—第二齿轮，23—第三轴承，24—第三轴承座，25—第一联轴器，26—第一法兰轴承，27—第一法兰轴承座，28—第一齿轮，29—第二法兰轴承，30—第二法兰轴承座，31—传动轴，32—第二联轴器。

具体实施方式

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

第一麦克纳姆轮6由第一同心轴16、第一联轴器25连接第一电机8，第二麦克纳姆轮7由第二同心轴19、第二齿轮22、第一齿轮28、传动轴31、第二联轴器32连接第二电机9，第三麦克纳姆轮13、第四麦克纳姆轮14分别与第二麦克纳姆轮7、第一麦克纳姆轮6一样。每个电机尾部安装一个编码器10，由于每个麦克纳姆轮旋转都会产生轴向和径向的摩擦力，通过控制四个电机的转速即可实现车身的全向移动，姿态由相应的陀螺仪和加速度传感器检测，并通过控制板3控制四个电机的转速实现。扩展板2可以向上累计，安装其他设备，如摄像头等，扩展全向移动平衡车的功能。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种全向移动平衡车，包括车架，其特征在于，还包括扩展板、若干个电机、若干个编码器、联轴器、传动轴、第一同心轴、第二同心轴、第一法兰盘、第二法兰盘、若干个轴承座、若干个麦克纳姆轮、控制板、第一齿轮、第二齿轮、电池、扩展板、陀螺仪、加速度传感器；

所述车架包括上板、下板；

所述电机包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机；所述电机与下板固定连接；每个所述电机尾部各安装一个所述编码器；

所述联轴器包括第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第四联轴器；

所述麦克纳姆轮包括第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第三麦克纳姆轮、第四麦克纳姆轮；

所述第一电机通过第一联轴器与所述第一同心轴连接，所述第一同心轴通过第一法兰盘与第一麦克纳姆轮连接，第二电机通过第二联轴器与所述传动轴连接，所述传动轴通过所述齿轮组将动力传递给第二同心轴，所述第二同心轴与第二麦克纳姆轮通过第二法兰盘连接；

所述第一同心轴、第二同心轴、传动轴分别通过所述轴承座与所述车架连接。

2.根据权利要求1所述的一种全向移动平衡车，其特征在于，所述控制板与所述上板固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种全向移动平衡车，其特征在于，所述扩展板与所述上板固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种全向移动平衡车，其特征在于，所述电池与所述上板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种全向移动平衡车，其特征在于，平衡车的结构左右对称。