CN207173765U - 竖向移动平台及模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种竖向移动平台，包括壳体、压紧装置、驱动轮和驱动装置；壳体上设有弧形卡槽，压紧装置滑动安装在弧形卡槽内，驱动轮通过驱动轮轴安装在壳体内，驱动轮的一部分穿出壳体设置在弧形卡槽内，驱动装置安装在壳体内并与驱动轮轴连接；驱动装置包括驱动电机、中间轴、第一蜗杆、第一蜗轮、第二蜗杆和第二蜗轮，驱动电机的输出轴与驱动轮轴平行设置，中间轴通过传动盒垂直设置在驱动轮轴和输出轴之间，第一蜗轮安装在驱动轮轴上，第一蜗杆安装在输出轴上，第二蜗杆和第二蜗轮分别安装在中间轴上，第二蜗杆与第一蜗轮啮合，第二蜗轮与第一蜗杆啮合。增加平台载重上限。本申请还提供了一种模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器。

Description

竖向移动平台及模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器

技术领域

本实用新型涉及移动平台，特别涉及一种竖向移动平台及模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器。

背景技术

目前，有三种主要的自动爬竿技术。

第一种需要两个能单向锁死的组件，当一个组件锁死时驱动另一个组件上升，而这交替锁死实现间歇式上升。

这种技术的不足之处是无法实现连续的移动，无法双向移动，并且需要两个分开的组件，结构复杂。

第二种技术是采用螺杆作为中心杆，辅助以一到两个平行的支撑杆，通过驱动螺杆转动，带动平台的上升和下降。

这种技术的不足之处是平台的行程受到螺杆长度的限制，并且需要额外的支撑杆，适用范围较小。

第三种技术即利用驱动轮的摩擦力直接带动平台移动。

但目前常见的爬竿机器人多是直接用电机连接驱动轮，整个平台的重量产生的反作用力全部由电机承受，会对平台的载重量造成一定限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种竖向移动平台及模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型提供的竖向移动平台，包括壳体、压紧装置、驱动轮和驱动装置；

所述壳体上设有弧形卡槽，所述压紧装置滑动安装在所述弧形卡槽内，所述驱动轮通过驱动轮轴安装在所述壳体内，所述驱动轮的一部分穿出所述壳体设置在所述弧形卡槽内，所述驱动装置安装在所述壳体内并与所述驱动轮轴连接；

所述驱动装置包括驱动电机、中间轴、第一蜗杆、第一蜗轮、第二蜗杆和第二蜗轮，所述驱动电机的输出轴与所述驱动轮轴平行设置，所述中间轴通过传动盒垂直设置在所述驱动轮轴和所述输出轴之间，所述第一蜗轮安装在所述驱动轮轴上，所述第一蜗杆安装在所述输出轴上，所述第二蜗杆和所述第二蜗轮分别安装在所述中间轴上，所述第二蜗杆与所述第一蜗轮啮合，所述第二蜗轮与所述第一蜗杆啮合。

进一步地，所述壳体上设有安装腔，所述驱动轮和所述驱动装置分别安装在所述安装腔内。

进一步地，还包括盖板，所述盖板扣装在所述安装腔上并与所述壳体连接。

进一步地，所述壳体侧壁对应所述传动盒的位置设有门板安装槽，所述门板安装槽内安装有门板，所述门板上设有通孔，所述门板与所述传动盒之间安装有弹簧，所述传动盒穿过所述门板上的所述通孔与设置在所述门板外侧的绳索拉手连接，通过所述绳索拉手拉动所述传动盒压缩所述弹簧，使所述传动盒沿所述弹簧的轴向运动；

所述传动盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体设有导向槽，所述下盒体上设有与所述导向槽配合的导向板，所述上盒体安装有用于固定所述导向板的挂耳，所述挂耳和所述导向板均穿过所述门板上的所述通孔与设置在所述门板外侧的绳索拉手连接，所述上盒体与所述门板、所述下盒体与所述门板之间均安装有所述弹簧，所述中间轴一端与所述上盒体连接，所述中间轴另一端与所述下盒体连接。

进一步地，所述压紧装置包括压块、套筒和拉紧件，所述压块滑动安装在所述弧形卡槽内，所述套筒装置在所述弧形卡槽内并与所述压块连接，所述拉紧件一端与所述壳体连接，所述拉紧件另一端与所述压块连接。

进一步地，所述弧形卡槽两侧的所述壳体上分别设有滑槽，所述压块两侧设有导向块，所述压块通过所述导向块与所述滑槽滑动连接。

进一步地，所述拉紧件包括螺杆和螺纹紧固件，所述螺杆一端沿所述弧形卡槽的长度方向安装在所述壳体内，所述螺杆另一端穿过所述压块与所述螺纹紧固件连接。

进一步地，所述螺纹紧固件为螺纹紧固扳手。

进一步地，所述驱动轮轴上的所述第一蜗轮和所述驱动轮为同步转动，所述中间轴上的所述第二蜗杆和所述第二蜗轮为同步转动，所述第一蜗杆与所述输出轴为同步转动。

本实用新型提供的竖向移动平台，具有如下优点：

在驱动电机的输出轴和驱动轮轴之间采用两组蜗轮蜗杆传动，一方面，蜗轮蜗杆具有自锁功能，蜗轮的反作用力会沿蜗杆轴传导到平台自身；另一方面，蜗轮蜗杆具有大传动比，可以大幅提高驱动轮的驱动力，有效增加平台载重上限。

本申请的竖向移动平台能够实现平台在任意普通竖直杆上双向连续平稳的移动，并且可以在任何位置实现的平台自锁，平台自重和载重由平台自身承担，不会带给驱动电机额外的作用力。

在压紧装置的作用下，驱动轮也会紧贴竖直杆表面，默认平台自身结构强度远大于驱动轮的最大静摩擦，则驱动轮的最大静摩擦决定了平台的最大载重，所以压紧装置的压力越大，最大载重就越大。

另外，本实用新型还提供了一种模拟多旋翼稳定可控制竖向多轴风产生器，包括多轴小型无人机、竖直杆以及上述竖向移动平台；

所述多轴小型无人机通过悬臂与所述壳体连接；

所述竖直杆装置在所述弧形卡槽内；

所述多轴小型无人机包括机架、机臂、电机安装台、无刷电机和螺旋桨，所述机架安装在所述悬臂上，所述机架内安装有控制器，所述机臂为多个并分别安装在所述机架上，每个所述机臂上设有六个定位孔，所述电机安装台通过六个定位孔调节在所述机臂上的安装位置，所述无刷电机安装在所述电机安装台上，任一所述无刷电机上安装有转速传感器，所述无刷电机与所述控制器电连接，所述螺旋桨与所述无刷电机连接。

通过控制器控制给无刷电机供电并控制无刷电机的转速，其中一个无刷电机上装有转速传感器，使用时通过地面站显示的转速读数来调节电调的PWM输入，从而调节无刷电机转速。

根据螺旋桨理论，螺旋桨产生的风速一般只跟螺旋桨的尺寸，角度和转速有关，因此，通过更换不同螺旋桨以及调节转速就可以实现任何风速风的产生。

采用竖向移动平台的模拟多旋翼稳定可控制竖向多轴风产生器，通过多轴小型无人机产生竖向风源，竖向风可以实现风速平稳可控，并且可以通过更换搭载的机架，产生单轴，双轴，三轴，四轴，六轴，八轴以及同轴反向等各种常见小型无人机机型产生的风。

该模拟多旋翼稳定可控制竖向多轴风产生器可用于产生稳定的竖向风，供科学实验或其他用途。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的结构主视图。

图2为图1的仰视图。

图3为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例一提供的传动盒为闲置位置时的结构示意图。

图5为本实用新型实施例一提供的传动盒为工作位置时的结构示意图。

图6为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的第一视角结构爆炸图。

图7为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的第二视角结构爆炸图。

图8为本实用新型实施例二提供的模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器的结构示意图。

附图附记：1-壳体；2-压紧装置；3-驱动轮；4-驱动装置；5-弧形卡槽；6-驱动轮轴；41-驱动电机；42-中间轴；43-第一蜗杆；44-第一蜗轮；45-第二蜗杆；46-第二蜗轮；411-输出轴；7-传动盒；11-安装腔；8-盖板；9-门板安装槽；10-门板；101-通孔；12-弹簧；13-绳索拉手；71-上盒体；72-下盒体；711-导向槽；721-导向板；73-挂耳；21-压块；22-套筒；23-拉紧件；14-滑槽；211-导向块；231-螺杆；232-螺纹紧固件；24-竖直杆；25-多轴小型无人机；26-悬臂；251-机架；252-机臂；253-电机安装台；254-无刷电机；255-螺旋桨；256-定位孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的结构主视图；图2为图1的仰视图；图3为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的立体结构示意图；图4为本实用新型实施例一提供的传动盒为闲置状态时的结构示意图；图5为本实用新型实施例一提供的传动盒为工作状态时的结构示意图；图6为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的第一视角结构爆炸图；图7为本实用新型实施例一提供的竖向移动平台的第二视角结构爆炸图；如图1-图7所示，本实用新型实施例一提供的竖向移动平台，包括壳体1、压紧装置2、驱动轮3和驱动装置4；

所述壳体1上设有弧形卡槽5，所述压紧装置2滑动安装在所述弧形卡槽5内，所述驱动轮3通过驱动轮轴6安装在所述壳体1内，所述驱动轮3的一部分穿出所述壳体1设置在所述弧形卡槽5内，所述驱动装置4安装在所述壳体1内并与所述驱动轮轴6连接；

所述驱动装置4包括驱动电机41、中间轴42、第一蜗杆43、第一蜗轮44、第二蜗杆45和第二蜗轮46，所述驱动电机41的输出轴411与所述驱动轮轴6平行设置，所述中间轴42通过传动盒7垂直设置在所述驱动轮轴6和所述输出轴411之间，所述第一蜗轮44安装在所述驱动轮轴6上，所述第一蜗杆43安装在所述输出轴411上，所述第二蜗杆45和所述第二蜗轮46分别安装在所述中间轴42上，所述第二蜗杆45与所述第一蜗轮44啮合，所述第二蜗轮46与所述第一蜗杆43啮合。

优选地，所述壳体1上设有安装腔11，所述驱动轮3和所述驱动装置4分别安装在所述安装腔11内。

优选地，还包括盖板8，所述盖板8扣装在所述安装腔11上并与所述壳体1连接。

优选地，所述壳体1侧壁对应所述传动盒7的位置设有门板安装槽9，所述门板安装槽9内安装有门板10，所述门板10上设有通孔101，所述门板10与所述传动盒7之间安装有弹簧12，所述传动盒7穿过所述门板10上的所述通孔101与设置在所述门板10外侧的绳索拉手13连接，通过所述绳索拉手13拉动所述传动盒7压缩所述弹簧12，使所述传动盒7沿所述弹簧12的轴向运动；

所述传动盒7包括上盒体71和下盒体72，所述上盒体71设有导向槽711，所述下盒体72上设有与所述导向槽711配合的导向板721，所述上盒体71安装有用于固定所述导向板721的挂耳73，所述挂耳73和所述导向板721均穿过所述门板10上的所述通孔101与设置在所述门板10外侧的绳索拉手13连接，所述门板10与所述上盒体71、所述门板10与所述下盒体72之间均安装有所述弹簧12，所述中间轴42一端与所述上盒体71连接，所述中间轴42另一端与所述下盒体72连接。

优选地，所述压紧装置2包括压块21、套筒22和拉紧件23，所述压块21滑动安装在所述弧形卡槽5内，所述套筒22装置在所述弧形卡槽5内并与所述压块21连接，所述套筒22拥有不同的尺寸系列，以适应安装于不同尺寸的竖直杆24，所述拉紧件23一端与所述壳体1连接，所述拉紧件23另一端与所述压块21连接。

套筒22的作用是使得平台不会倾斜。

套筒22内表面应足够光滑，只要套筒22内表面的摩擦系数小于驱动轮3的摩擦系数，无论压紧装置2的压力有多大，都不会卡住平台不能移动。

优选地，所述弧形卡槽5两侧的所述壳体1上分别设有滑槽14，所述压块21两侧设有导向块211，所述压块21通过所述导向块211与所述滑槽14滑动连接。

优选地，所述拉紧件23包括螺杆231和螺纹紧固件232，所述螺杆231一端沿所述弧形卡槽5的长度方向安装在所述壳体1内，所述螺杆231另一端穿过所述压块21与所述螺纹紧固件232连接。

通过调节螺纹紧固件232在螺杆231上的位置，从而调节压块21的压紧力。

优选地，所述驱动轮轴6上的所述第一蜗轮44和所述驱动轮3为同步转动，所述中间轴42上的所述第二蜗杆45和所述第二蜗轮46为同步转动，所述第一蜗杆43与所述驱动电机41的输出轴411为同步转动，上述设置用于保证传动效率。

本实施例一提供的竖向移动平台的使用方法是：

壳体1通过弧形卡槽5与竖直杆24连接，通过螺纹紧固件232和螺杆231配合，带动压块21的导向块211在壳体1的滑槽14内滑动，以改变压块21在弧形卡槽5内的位置，从而调节与压块21连接的套筒22对竖直杆24的压紧力。

驱动电机41的动力经输出轴411传递给第一蜗杆43，第一蜗杆43带动第二蜗轮46，第二蜗轮46通过中间轴42带动第二蜗杆45，第二蜗杆45带动第一蜗轮44，第一蜗轮44通过驱动轮轴6带动驱动轮3，驱动轮3带动壳体1沿竖直杆24运动，实现上升或下降。

本申请的传动盒7包括闲置位置和工作位置。

闲置位置，即使驱动电机41的动力不再传递至驱动轮3时，拉动绳索拉手13，绳索拉手13通过挂耳73拉动上盒体71压缩上盒体71与门板10之间的弹簧12，绳索拉手13通过导向板721拉动下盒体72压缩下盒体72与门板10之间的弹簧12，从而使中间轴42上的第二蜗轮46与驱动电机41的输出轴411上的第一蜗杆43分离、使中间轴42上的第二蜗杆45与驱动轮轴6上的第一蜗轮44分离，此时，驱动电机41的动力不再传递至驱动轮3，驱动轮3也不再自锁，便于对系统进行调试或者使平台快速沿竖直杆24移动。

工作位置，即使驱动电机41的动力传动至驱动轮3时，去除拉动绳索拉手13的力，上盒体71与门板10之间的弹簧12、下盒体72与门板10之间的弹簧12复位，弹簧12的弹力，推动上盒体71和下盒体72复位，使中间轴42上的第二蜗杆45与第一蜗轮44啮合、使中间轴42上的第二蜗轮46与第一蜗杆43啮合

本实用新型供的竖向移动平台，具有如下优点：

在驱动电机41的输出轴411和驱动轮轴6之间采用两组蜗轮蜗杆传动，一方面，蜗轮蜗杆具有自锁功能，蜗轮的反作用力会沿蜗杆轴传导到平台自身；另一方面，蜗轮蜗杆具有大传动比，可以大幅提高驱动轮3的驱动力，有效增加平台载重上限。

本申请的竖向移动平台能够实现平台在任意普通竖直杆24上双向连续平稳的移动，并且可以在任何位置实现的平台自锁，平台自重和载重由平台自身承担，不会带给驱动电机41额外的作用力。

在压紧装置2的作用下，驱动轮3会紧贴竖直杆24表面，默认平台自身结构强度远大于驱动轮3的最大静摩擦，则驱动轮3的最大静摩擦决定了平台的最大载重，所以压紧装置2的压力越大，最大载重就越大。

实施例二：

图8为本实用新型实施例二提供的模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器的结构示意图；如图8所示，本实用新型实施例二提供的模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器，包括多轴小型无人机25、竖直杆24以及上述竖向移动平台；

所述多轴小型无人机25通过悬臂26与所述壳体1连接；

所述竖直杆24装置在所述弧形卡槽5内；

所述多轴小型无人机25包括机架251、机臂252、电机安装台253、无刷电机254和螺旋桨255，所述机架251安装在所述悬臂26上，所述机架251内安装有控制器，所述机臂252为多个并分别安装在所述机架251上，每个所述机臂252上设有六个定位孔256，所述电机安装台253通过六个定位孔256调节在所述机臂252上的安装位置，可模拟六种不同尺寸的无人机，所述无刷电机254安装在所述电机安装台253上，任一所述无刷电机254上安装有转速传感器，所述无刷电机254与所述控制器电连接，所述螺旋桨255与所述无刷电机254连接。

通过控制器控制给无刷电机254供电并控制无刷电机254的转速，其中一个无刷电机254上装有转速传感器，使用时通过地面站显示的转速读数来调节电调的PWM输入，从而调节无刷电机254转速。

根据螺旋桨理论，螺旋桨255产生的风速一般只跟螺旋桨255的尺寸，角度和转速有关，因此，通过更换不同螺旋桨255以及调节转速就可以实现任何风速风的产生。

采用竖向移动平台的模拟多旋翼稳定可控制竖向多轴风产生器，通过多轴小型无人机25产生竖向风源，竖向风可以实现风速平稳可控，并且可以通过更换搭载的机架251，产生单轴，双轴，三轴，四轴，六轴，八轴以及同轴反向等各种常见小型无人机机型产生的风。

本申请提供的模拟多旋翼稳定可控制竖向多轴风产生器可用于产生稳定的竖向风，供科学实验或其他用途。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种竖向移动平台，其特征在于，包括壳体、压紧装置、驱动轮和驱动装置；

所述壳体上设有弧形卡槽，所述压紧装置滑动安装在所述弧形卡槽内，所述驱动轮通过驱动轮轴安装在所述壳体内，所述驱动轮的一部分穿出所述壳体设置在所述弧形卡槽内，所述驱动装置安装在所述壳体内并与所述驱动轮轴连接；

所述驱动装置包括驱动电机、中间轴、第一蜗杆、第一蜗轮、第二蜗杆和第二蜗轮，所述驱动电机的输出轴与所述驱动轮轴平行设置，所述中间轴通过传动盒垂直设置在所述驱动轮轴和所述输出轴之间，所述第一蜗轮安装在所述驱动轮轴上，所述第一蜗杆安装在所述输出轴上，所述第二蜗杆和所述第二蜗轮分别安装在所述中间轴上，所述第二蜗杆与所述第一蜗轮啮合，所述第二蜗轮与所述第一蜗杆啮合。

2.根据权利要求1所述的竖向移动平台，其特征在于，所述壳体上设有安装腔，所述驱动轮和所述驱动装置分别安装在所述安装腔内。

3.根据权利要求2所述的竖向移动平台，其特征在于，还包括盖板，所述盖板扣装在所述安装腔上并与所述壳体连接。

4.根据权利要求1所述的竖向移动平台，其特征在于，所述壳体侧壁对应所述传动盒的位置设有门板安装槽，所述门板安装槽内安装有门板，所述门板上设有通孔，所述门板与所述传动盒之间安装有弹簧，所述传动盒穿过所述门板上的所述通孔与设置在所述门板外侧的绳索拉手连接，通过所述绳索拉手拉动所述传动盒压缩所述弹簧，使所述传动盒沿所述弹簧的轴向运动；

所述传动盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体设有导向槽，所述下盒体上设有与所述导向槽配合的导向板，所述上盒体安装有用于固定所述导向板的挂耳，所述挂耳和所述导向板均穿过所述门板上的所述通孔与设置在所述门板外侧的绳索拉手连接，所述上盒体与所述门板、所述下盒体与所述门板之间均安装有所述弹簧，所述中间轴一端与所述上盒体连接，所述中间轴另一端与所述下盒体连接。

5.根据权利要求1所述的竖向移动平台，其特征在于，所述压紧装置包括压块、套筒和拉紧件，所述压块滑动安装在所述弧形卡槽内，所述套筒装置在所述弧形卡槽内并与所述压块连接，所述拉紧件一端与所述壳体连接，所述拉紧件另一端与所述压块连接。

6.根据权利要求5所述的竖向移动平台，其特征在于，所述弧形卡槽两侧的所述壳体上分别设有滑槽，所述压块两侧设有导向块，所述压块通过所述导向块与所述滑槽滑动连接。

7.根据权利要求5所述的竖向移动平台，其特征在于，所述拉紧件包括螺杆和螺纹紧固件，所述螺杆一端沿所述弧形卡槽的长度方向安装在所述壳体内，所述螺杆另一端穿过所述压块与所述螺纹紧固件连接。

8.根据权利要求7所述的竖向移动平台，其特征在于，所述螺纹紧固件为螺纹紧固扳手。

9.根据权利要求1所述的竖向移动平台，其特征在于，所述驱动轮轴上的所述第一蜗轮和所述驱动轮为同步转动，所述中间轴上的所述第二蜗杆和所述第二蜗轮为同步转动，所述第一蜗杆与所述输出轴为同步转动。

10.一种模拟多旋翼稳定可控竖向多轴风产生器，其特征在于，包括多轴小型无人机、竖直杆以及权利要求1-9中任一项所述的竖向移动平台；

所述多轴小型无人机通过悬臂与所述壳体连接；

所述竖直杆装置在所述弧形卡槽内；

所述多轴小型无人机包括机架、机臂、电机安装台、无刷电机和螺旋桨，所述机架安装在所述悬臂上，所述机架内安装有控制器，所述机臂为多个并分别安装在所述机架上，每个所述机臂上设有六个定位孔，所述电机安装台通过六个定位孔调节在所述机臂上的安装位置，所述无刷电机安装在所述电机安装台上，任一所述无刷电机上安装有转速传感器，所述无刷电机与所述控制器电连接，所述螺旋桨与所述无刷电机连接。