輪式運動底盤系統及運動裝置的制作方法

本發明涉及運動底盤技術領域，更具體的說，涉及一種輪式運動底盤系統及運動裝置。

背景技術：

隨著科學技術的快速發展，各種功能結構的運動底盤應運而生，進入到人們的生活中，給人們帶來了便利。但其安全性、穩定性要求越來越高，靈活性需求也越來越強。

現有的輪式運動底盤大多為三輪結構、四輪結構和六輪結構。其中三輪結構車輪阻力小，輸出功率高、造價低廉。但三輪結構的缺點是穩度小，而且轉彎回轉半徑大；四輪結構和六輪與三輪結構相比增加了車輪的阻力，使其有較大的負載能力和較好的平穩性。但主動輪容易被架空而失去驅動力，通過性較差。

技術實現要素：

鑒于以上，有必要提供一種能調整輪子高度使整個機身的重心更穩的輪式運動底盤系統及設有所述運動底盤系統的運動裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種輪式運動底盤系統，包括：

底盤；

兩個普通萬向輪，所述兩個普通萬向輪螺裝于所述底盤前部；

兩個主動輪，所述兩個主動輪螺裝于所述底盤的兩側用于承重；

驅動裝置，用于驅動所述兩個主動輪；

控制裝置，所述控制裝置用于控制所述主動輪組件運動，所述控制裝置與所述主動輪組件連接；

能量裝置，用于提供底盤系統的運行能量；

還包括一設置于底盤后部的彈簧減震萬向輪，所述彈簧減震萬向輪通過一彈簧設置到所述底板上，所述彈簧可根據底盤系統的壓力調節所述彈簧減震萬向輪距離地面的間隙；所述兩個普通萬向輪與所述兩個主動輪在所述底盤上呈梯形布局，所述兩個普通萬向輪的中心連線短于所述兩個主動輪的中心連線。

優選的，所述兩個普通萬向輪分別通過普通萬向輪安裝板安裝到所述底盤上。

優選的，所述底盤上設置有凹槽，所述兩個普通萬向輪安裝板設置在所述凹槽上并向上凸起，所述兩個普通萬向輪穿過所述凹槽螺裝到所述兩個普通萬向輪安裝板上。

優選的，所述驅動裝置包括無刷電機，所述無刷電機包括電動機主體及驅動器，所述無刷電機與所述兩個主動輪傳動連接。

優選的，所述驅動裝置包括無刷電機和驅動器，所述控制裝置包括單片機、信息處理模塊以及控制模塊，所述信息處理模塊與所述單片機連接，所述控制模塊與所述信息處理模塊連接，所述控制模塊與所述無刷電機連接。

優選的，所述底盤上設置有凹槽，所述凹槽上設置有向上凸起的減震萬向輪安裝板，所述彈簧減震萬向輪穿過所述凹槽螺裝到所述減震萬向輪安裝板上。

優選的，所述無刷電機內裝有位置傳感器。

一種運動裝置，包括：如上任一所述的運動底盤系統以及安裝在所述運動底盤系統上的安裝物。

相較現有技術，本發明的有益效果是：本發明所述的五輪結構運動底盤，結構簡單，布局靈活；通過第五個彈簧減震萬向輪輔助接地的方式，大大的提高系統的穩定性，承載能力，以及運轉的靈活性；并且通過增加安裝彈簧減震萬向輪的可調距離差，避免了主動輪被架空而使運動停止的現象；這種支撐結構使得底盤系統具有足夠的穩定性和較大的承重能力；同時，后面的減震萬向輪可根據底盤系統的壓力調節所述彈簧減震萬向輪3距離地面的間隙，進一步保證了底盤系統的通過性，同時避免硬接地導致底盤系統發生較大的偏移，而使得底盤系統更加穩定。此外，五輪布局形成雙支撐面設計，使得底盤系統通過不平整路段時，不至于造成主動輪被架空而失去動力。而主動輪作為主要承重輪，可以加強主動輪與地面的摩擦力，保障了驅動模塊的動力輸出。作為本發明的一種實施例，采用的無刷電機控制運動，使運動底盤的運動精度大大增強。

附圖說明

圖1五輪結構運動底盤系統的輪子布置圖。

圖2五輪結構運動底盤系統的輪子安裝位置說明圖。

圖3五輪結構運動底盤系統圖。

圖4是輪式運動底盤控制結構圖。

1-主動輪

2-普通萬向輪

3-彈簧減震萬向輪

4-底盤

5-控制模塊

6-信息處理模塊

7-電源

8-軸承、軸

9-無刷電機

10-彈簧減震萬向輪安裝板

11-普通萬向輪安裝板。

具體實施方式

下面結合附圖1、2、3、4對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1-4所示，本發明所述的輪式運動底盤系統包括：底盤4、兩個普通萬向輪2、兩個主動輪1、一個彈簧減震萬向輪3、驅動裝置、控制裝置以及能量裝置；其中兩個普通萬向輪2螺裝于所述底盤前部，通過一普通萬向輪安裝板11安裝到底盤上；兩個主動輪1螺裝于底盤兩側，本實施例中，兩個主動輪1設置在底盤兩側中后部位置；彈簧減震萬向輪3螺裝于底盤后面的減震萬向輪安裝板10上，彈簧減震萬向輪3的減震機構為彈簧，彈簧可根據底盤系統的壓力調節所述彈簧減震萬向輪3距離地面的間隙。其中普通萬向輪安裝板11和彈簧減震萬向輪安裝板10螺裝于底盤4上，這樣布置使運動底盤的重心前移，對于重心靠前的運動主體來說，可大大提高其穩定性，同樣針對重心位置沒有特殊要求的運動主體來說，由于底盤4重心位置可通過后面的彈簧減震萬向輪3來進行調節，因此運動主體的穩定性同樣適用；所述兩個普通萬向輪2和兩個主動輪1與地面齊平，后面的彈簧減震萬向輪11離地面有一定可調距離差，這樣安裝可避免中間的主動輪2被前后的萬向輪架空，提高了底盤4運動的可靠性。

本實施例中，底盤系統為五輪支撐結構，這種支撐結構使得底盤系統具有足夠的穩定性和較大的承重能力；同時，后面的減震萬向輪可根據底盤系統的壓力調節所述彈簧減震萬向輪3距離地面的間隙，進一步保證了底盤系統的通過性，同時避免硬接地導致底盤系統發生較大的偏移，而使得底盤系統更加穩定。此外，五輪布局形成雙支撐面設計，使得底盤系統通過不平整路段時，不至于造成主動輪被架空而失去動力。而主動輪作為主要承重輪，可以加強主動輪與地面的摩擦力，保障了驅動模塊的動力輸出。

本實施例中，所述兩個普通萬向輪2與所述兩個主動輪1在所述底盤上呈梯形布局，所述兩個普通萬向輪2的中心連線短于所述兩個主動輪1的中心連線，這樣，前面兩個普通萬向輪分離在底盤的左右位置，為底盤正前方留出了足夠的空間安裝傳感器等其他的輔助設備的空間。

本實施例中，底盤4前部設置有凹槽，所述兩個普通萬向輪安裝板11設置在所述凹槽上并向上凸起，所述兩個普通萬向輪2穿過所述凹槽螺裝到所述兩個普通萬向輪安裝板11上。底盤4后部也設置有凹槽，減震萬向輪安裝板10也設置在凹槽上并向上凸起，減震萬向輪3穿過所述凹槽螺裝到所述減震萬向輪安裝板10上

如圖4所示，本實施例中，能量裝置是所述運動底盤4上安裝的電源7，控制裝置包括單片機、信息處理模塊以及控制模塊，所述信息處理模塊與所述單片機連接，所述控制模塊與所述信息處理模塊連接，所述控制模塊與所述無刷電機連接。通過充放電功能實現底盤4系統的正常運動；打開所述電源7給運動底盤系統需電裝置供電，通過單片機程序命令將控制信號發送給信息處理模塊6，信息處理模塊6將信號數據進行分析處理后，下傳給控制模塊5，從而控制無刷電機9的運轉。無刷電機9的運動通過軸承、軸8傳遞給與軸相連的主動輪1上，所述兩個主動,1的運動采用差動式控制：速度相同，方向相同，運動底盤直線移動；速度相同，方向相反，運動底盤原地360°旋轉；速度不同，方向相同或相反時，運動底盤按一定半徑轉彎，其中兩個普通萬向輪2和彈簧減震萬向輪3的主要功能為轉向和輔助運動。

進一步的，所述彈簧減震萬向輪3采用優質鐵芯包聚氨酯輪，具有良好的韌彈性和耐磨性，安裝在底盤4上使用，啟動力較小，這樣可減少主動輪1的啟動力，且彈簧減震萬向輪3由于具有耐沖擊抗震彈簧，極大地提高了其受力性能，因此在運動底盤越過障礙物時，穩定性進一步增強，并且彈簧減震萬向輪3采用大軌道直徑珠盤，上下珠盤經過熱處理，大大提高了珠盤的硬度和韌性，使珠盤轉動更加靈活輕松，從而提高了底盤4的運轉靈活性。

進一步的，所述電機為無刷電機9，無刷電機9由電動機主體和驅動器組成，在電動機內裝有位置傳感器，驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產生連續轉矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調整轉速；提供保護和顯示等等，無刷電機9由程序控制運動，其運動控制精度高，并且無刷電機結構簡單，占用體積小，噪聲也小，但因為其需要有單片機控制程序設計、電路設計、復雜加工工藝等過程的總體控制，所以價格要比有刷電機高出很多。

進一步的，所述五輪結構運動系統由于前后都設置了萬向輪，因此可實現底盤360°轉向功能，減小了運動底盤的轉動半徑，進一步提高了底盤的靈活性。

更進一步的五輪結構比三輪和四輪結構具有更大的承載能力。

本發明所述的五輪結構運動底盤，結構簡單，布局靈活；通過第五個彈簧減震萬向輪輔助接地的方式，大大的提高系統的穩定性，承載能力，以及運轉的靈活性；并且通過增加安裝彈簧減震萬向輪的可調距離差，避免了主動輪被架空而使運動停止的現象；采用的無刷電機控制運動，使運動底盤的運動精度大大增強。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，這些都應當視為屬于本發明的保護范圍。