CN206569164U - 基于单摆结构的两轮平衡机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于单摆结构的两轮平衡机器人,包括两个车轮、位于两个车轮之间的机器人本体;机器人本体包括外壳及设置在外壳内的支架、两个驱动单元和两个配重单元,驱动单元和配重单元都设置在车轮轴的下方;支架上设置向左右伸出的两个支架轴,支架内设置有位于支架轴下方的两个驱动单元座;支架的支架轴与车轮中心轴承的内圈固连,车轮与所述轴承的外圈固连;驱动单元的电机和驱动齿轮箱嵌在驱动单元座内;驱动单元的输出齿轮轴与车轮内齿圈啮合;配重单元包括至少一块配重块,所述配重块设置在支架前后两侧。本实用新型将驱动单元和配重都设置在车轮轴的下方,从而保证质心位于其形心之下,结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种两轮平衡机器人,尤其涉及一种基于单摆结构的两轮平衡机器人。
背景技术
目前市场上常见的两轮平衡机器人,为了控制简单,其质心是位于形心之上,即倒立摆结构。倒立摆结构的两轮平衡机器人,虽然技术比较成熟,但结构相对复杂,因此,在某些场合,需要一种结构简单的两轮平衡机器人。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于单摆结构的两轮平衡机器人,其采用单摆结构且结构简单。所述的单摆结构指质心位于其形心之下。
本实用新型的技术方案是:
所提供的基于单摆结构的两轮平衡机器人,包括两个车轮、位于两个车轮之间的机器人本体,其特殊之处在于:
所述机器人本体包括外壳以及设置在外壳内的支架、两个驱动单元和两个配重单元,驱动单元和配重单元都设置在车轮轴的下方;
所述支架由前支架和后支架扣合而成,支架上设置向左右伸出的两个支架轴,所述支架内设置有位于支架轴下方的两个驱动单元座;
所述驱动单元包括依次传动的电机、驱动齿轮箱和输出齿轮轴;
所述车轮包括外胎、设置在外胎内侧的车轮内齿圈、设置在轮胎中心的轴承;
所述支架的支架轴与轴承的内圈固连,所述车轮与轴承的外圈固连;
所述电机和驱动齿轮箱嵌在支架的驱动单元座内;
所述输出齿轮轴与车轮内齿圈啮合;
所述配重单元包括至少一块配重块,所述配重块设置在支架前后两侧。
基于上述基本技术方案,本实用新型还作出以下优化/限定:
为防止两轮平衡机器人启动时后仰,上述两个车轮的径向平面相交,存在夹角B。
在不影响整个产品外观效果的情况下,车轮的夹角越大,防启动后仰的效果越明显。根据这一原则,上述两个车轮径向平面之间的夹角B范围为5°~15°。
最佳的,上述两个车轮径向平面之间的夹角B为7°。
上述两轮平衡机器人还包括设置在所述支架下方的电池,所述电池也能起到配重作用。
为便于装配和保证两个车轮径向平面之间的夹角B,上述车轮还包括与所述轴承内圈固连的支架座,所述支架轴固定套装在所述支架座内。在装配时,将前后支架和左右车轮通过所述支架座装配在一起,再整体固定在机器人的壳体上,从而保证所述夹角B。
上支架前后两侧的配重块的数量分别为3个,且配重块形状与支架外轮廓相适配,以使结构更紧凑。
本实用新型的优点:
1、本实用新型结构简单。本实用新型将驱动单元和配重都设置在车轮轴的下方,从而保证质心位于其形心之下。
2、本实用新型通过两轮间设定夹角,使得两侧车轮的轴线不共线,即存在夹角。一方面使整机结构的质心进一步下降,以增大力矩克服反向扭矩;另一方面,两侧车轮轴线不共线,机器人本体就没有了转动轴,转动就受到了约束。
3、本实用新型体积小。本实用新型配重采用多块不同结构的配重,充分利用了支架的空间,减小了配重的空间体积。
附图说明
图1是本实用新型主视图;
图2是图1的A-A视图;
图3是图1的分解图;
图中:11-左车轮,12-右车轮,21-前支架,22-后支架,23-支架轴,24-驱动单元座,31-左支架座,32-右支架座,33-轴承,4-驱动单元,41-电机,42-驱动齿轮箱,43-输出齿轮轴,44-车轮内齿圈,5-配重A,6-配重B,7-配重C,8-电池。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的内容加以详细说明。
图1-图3给出了本实用新型的一个具体实施例,它包括支架、配重单元、驱动单元和车轮。支架由前支架21和后支架22扣合而成,支架上设置向左右伸出的两个支架轴23,支架内设置有位于支架轴下方的两个驱动单元座24,驱动单元位于驱动单元座24内,驱动单元包括依次传动的电机41、驱动齿轮箱42和输出齿轮轴43,支架轴23套接在与车轮中心的轴承33内圈固连的支架座内,通过支架座将支架与车轮连接,配重单元和驱动单元位于支架部分底部,即整个结构的质心位于其形心之下。
本实用新型两轮平衡机器人,由于其质心位于形心之下,属于单摆结构,且由于外形尺寸和需要在平面上运动的限制,质心无法超出车轮外形尺寸的限制。其平衡控制相较于质心位于形心之上的倒立摆结构复杂。
支架部分包括:支架A、支架B;配重单元包括:配重A、配重B、配重C;
驱动单元包括:电池8、驱动齿轮箱42和电机41;车轮包括:左右两侧的车轮,两个车轮的径向平面相交,具有5°~15°的夹角以防启动时后仰。
驱动单元和电池既满足驱动和供电的功能要求,同时利用其重量也起到一部分配重的作用,这样可以减少单纯的配重块的重量,节省结构空间。
Claims (7)
1.一种基于单摆结构的两轮平衡机器人,包括两个车轮、位于两个车轮之间的机器人本体,其特征在于:
所述机器人本体包括外壳以及设置在外壳内的支架、两个驱动单元(4)和两个配重单元,驱动单元和配重单元都设置在车轮轴的下方;
所述支架由前支架和后支架扣合而成,支架上设置向左右伸出的两个支架轴(23),所述支架内设置有位于支架轴下方的两个驱动单元座(24);
所述驱动单元包括依次传动的电机(41)、驱动齿轮箱(42)和输出齿轮轴(43);
所述车轮包括外胎、设置在外胎内侧的车轮内齿圈(44)、设置在轮胎中心的轴承(33);
所述支架的支架轴与轴承(33)的内圈固连,所述车轮与轴承(33)的外圈固连;
所述电机(41)和驱动齿轮箱(42)嵌在支架的驱动单元座内;
所述输出齿轮轴(43)与车轮内齿圈(44)啮合;
所述配重单元包括至少一块配重块,所述配重块设置在支架前后两侧。
2.根据权利要求1所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:两个车轮的径向平面相交,存在夹角B。
3.根据权利要求2所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:两个车轮径向平面之间的夹角B范围为5°~15°。
4.根据权利要求3所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:两个车轮径向平面之间的夹角B为7°。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:还包括设置在所述支架下方的电池(8)。
6.根据权利要求1所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:所述车轮还包括与所述轴承内圈固连的支架座,所述支架轴固定套装在所述支架座内。
7.根据权利要求1所述的基于单摆结构的两轮平衡机器人,其特征在于:支架前后两侧的配重块的数量分别为3个,且配重块形状与支架外轮廓相适配。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
CN201720102007.3U CN206569164U (zh) | 2017-01-26 | 2017-01-26 | 基于单摆结构的两轮平衡机器人 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201720102007.3U CN206569164U (zh) | 2017-01-26 | 2017-01-26 | 基于单摆结构的两轮平衡机器人 |
Publications (1)
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CN206569164U true CN206569164U (zh) | 2017-10-20 |
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CN201720102007.3U Active CN206569164U (zh) | 2017-01-26 | 2017-01-26 | 基于单摆结构的两轮平衡机器人 |
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CN (1) | CN206569164U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106741291A (zh) * | 2017-01-26 | 2017-05-31 | 西安豆芽电子科技有限公司 | 基于单摆结构的两轮平衡机器人 |
CN110640713A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-03 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 齿轮箱及具有该齿轮箱的机器人 |
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2017
- 2017-01-26 CN CN201720102007.3U patent/CN206569164U/zh active Active
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