多工作模式輪式行走裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自行車機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)，具體為一種多工作模式輪式行走裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自行車機(jī)器人和Segway兩輪車(一種電力驅(qū)動(dòng)、具有自我平衡能力的個(gè)人用運(yùn)輸載具)屬于靜態(tài)不穩(wěn)定但動(dòng)態(tài)可穩(wěn)定的輪式行走機(jī)構(gòu)，通過在自行車機(jī)器人車架上加裝機(jī)械調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛自行車自平衡。由于機(jī)器人自行車不受地形及環(huán)境影響，可將其引入復(fù)雜地形、惡劣環(huán)境，在運(yùn)輸和營(yíng)救以及對(duì)地面環(huán)境的監(jiān)控與探測(cè)方面發(fā)揮作用，具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
[0003]目前單獨(dú)針對(duì)自行車研究得比較深入，在國(guó)外，日本村田研究開發(fā)的能騎自行車的機(jī)器人“村田頑童”，在國(guó)內(nèi)，北京郵電大學(xué)郭磊等人研究的無(wú)人駕駛自行車機(jī)器人，無(wú)論是機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)還是平衡控制，均取得了一定的成果；SegWay兩輪車更是走進(jìn)了人們的生活，為人類的出行提供便利。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提出了一種動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的可實(shí)現(xiàn)自行車機(jī)器人、Segway兩輪車和三輪車相互轉(zhuǎn)換的多工作模式輪式行走裝置。
[0005]能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的多工作模式輪式行走裝置，其技術(shù)方案包括可動(dòng)態(tài)平衡的兩輪車，所述兩輪車包括車架以及設(shè)于車架前、后端的前、后車輪機(jī)構(gòu)，所述車輪機(jī)構(gòu)包括軸座、車叉和車輪，所述軸座于車架底部安裝，所述車叉的轉(zhuǎn)軸于軸座內(nèi)安裝，所述車輪于車叉內(nèi)安裝，于車架上設(shè)有360°轉(zhuǎn)動(dòng)車叉的車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述車叉上設(shè)有驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)所不同的是還包括側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)，所述側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)架、側(cè)向車叉和側(cè)向車輪，所述轉(zhuǎn)架于車架一側(cè)鉸裝，所述側(cè)向車叉的轉(zhuǎn)軸于轉(zhuǎn)架內(nèi)安裝，所述側(cè)向車輪于側(cè)向車叉內(nèi)安裝，于車架上設(shè)有可將轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)出使側(cè)向車輪豎直向下(工作于三輪狀態(tài))、將轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)回使側(cè)向車輪收藏于車架內(nèi)的轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)架內(nèi)設(shè)有360°轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)向車叉的側(cè)向車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述側(cè)向車叉上設(shè)有驅(qū)動(dòng)側(cè)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)向車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006]所述轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)包括薄餅電機(jī)、相互嚙合的轉(zhuǎn)架主動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)架從動(dòng)齒輪，所述薄餅電機(jī)通過機(jī)架安裝于車架上，所述轉(zhuǎn)架主動(dòng)齒輪安裝于薄餅電機(jī)的輸出軸上，所述轉(zhuǎn)架從動(dòng)齒輪安裝于轉(zhuǎn)架的鉸裝軸；所述轉(zhuǎn)架的鉸裝軸上還安裝有轉(zhuǎn)架編碼器齒輪，所述轉(zhuǎn)架編碼器齒輪分別與轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器齒輪和轉(zhuǎn)架增量編碼器齒輪嚙合，所述轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器齒輪和轉(zhuǎn)架增量編碼器齒輪分別安裝于轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器和轉(zhuǎn)架增量編碼器的輸出軸上，所述轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器和轉(zhuǎn)架增量編碼器安裝于轉(zhuǎn)架上。
[0007]所述側(cè)向車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、相互嚙合的側(cè)向車輪主動(dòng)齒輪和側(cè)向車輪從動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)于轉(zhuǎn)架上安裝，所述側(cè)向車輪主動(dòng)齒輪于轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝，所述側(cè)向車輪從動(dòng)齒輪于側(cè)向車叉的轉(zhuǎn)軸上安裝；所述側(cè)向車輪從動(dòng)齒輪還分別與側(cè)向車輪絕對(duì)編碼器齒輪和側(cè)向車輪增量編碼器齒輪嚙合，所述側(cè)向車輪絕對(duì)編碼器齒輪和側(cè)向車輪增量編碼器齒輪分別安裝于側(cè)向車輪絕對(duì)編碼器和側(cè)向車輪增量編碼器的輸出軸上，所述側(cè)向車輪絕對(duì)編碼器和側(cè)向車輪增量編碼器安裝于轉(zhuǎn)架上。
[0008]所述車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括薄餅電機(jī)、相互嚙合的車輪主動(dòng)齒輪和車輪從動(dòng)齒輪，所述薄餅電機(jī)通過機(jī)座安裝于機(jī)架上，所述車輪主動(dòng)齒輪于薄餅電機(jī)的輸出軸上安裝，所述車輪從動(dòng)齒輪安裝于車叉的轉(zhuǎn)軸上；所述車輪從動(dòng)齒輪還分別與車輪絕對(duì)編碼器齒輪和車輪增量編碼器齒輪嚙合，所述車輪絕對(duì)編碼器齒輪和車輪增量編碼器齒輪分別安裝于車輪絕對(duì)編碼器和車輪增量編碼器的輸出軸上，所述車輪絕對(duì)編碼器和車輪增量編碼器安裝于機(jī)座上。
[0009]所述車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與側(cè)向車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相同，其一種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)均采用薄餅電機(jī)，所述薄餅電機(jī)的輸出軸上安裝驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪與車輪或側(cè)向車輪鋼圈上的內(nèi)齒圈嚙合。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]1、本實(shí)用新型多工作模式輪式行走裝置通過調(diào)整前、后車輪機(jī)構(gòu)的行駛方向和調(diào)節(jié)側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)的工作位置和行駛方向，可使行走裝置分別處于三輪縱向行駛狀態(tài)、三輪橫向行駛狀態(tài)、帶機(jī)械調(diào)節(jié)器(側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)收回)的二輪橫向行駛Segway狀態(tài)、帶機(jī)械調(diào)節(jié)器(側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)收回)的二輪縱向行駛自行車狀態(tài)。
[0012]2、本實(shí)用新型工作于三輪行走狀態(tài)，具有自然平衡和零半徑轉(zhuǎn)向等優(yōu)點(diǎn)；工作于兩輪狀態(tài)，收回的側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)充當(dāng)機(jī)械調(diào)節(jié)器，易于在兩輪狀態(tài)時(shí)裝置的平衡。
[0013]3、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了從自行車機(jī)器人向三輪車機(jī)器人的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了兩種機(jī)器人的有機(jī)聯(lián)系，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工裝配性好。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示為三輪縱向行駛工作模式。
[0015]圖2為圖1實(shí)施方式的三輪橫向行駛工作模式。
[0016]圖3為圖1實(shí)施方式的二輪橫向行駛工作模式。
[0017]圖4為圖1實(shí)施方式的二輪縱向行駛工作模式。
[0018]圖號(hào)標(biāo)識(shí):1、車架；2、軸座；3、車叉；4、車輪；5、轉(zhuǎn)架；6、薄餅電機(jī)；7、轉(zhuǎn)架從動(dòng)齒輪；8、機(jī)架；9、轉(zhuǎn)架編碼器齒輪；10、轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器齒輪；11、轉(zhuǎn)架增量編碼器齒輪；12、轉(zhuǎn)架絕對(duì)編碼器；13、轉(zhuǎn)架增量編碼器；14、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)；15、側(cè)向車輪主動(dòng)齒輪；16、側(cè)向車輪從動(dòng)齒輪；17、側(cè)向車叉；18、側(cè)向車輪；19、側(cè)向車輪絕對(duì)編碼器齒輪；20、側(cè)向車輪增量編碼器齒輪；21、側(cè)向車輪增量編碼器；22、車輪從動(dòng)齒輪；23、機(jī)座；24、車輪絕對(duì)編碼器齒輪；25、車輪增量編碼器齒輪；26、車輪絕對(duì)編碼器；27、車輪增量編碼器；28、內(nèi)齒圈。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0020]本實(shí)用新型多工作模式輪式行走裝置是在可動(dòng)態(tài)平衡的兩輪車上加裝側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)兩輪車的靜態(tài)平衡和運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定，并且側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)還可以充當(dāng)機(jī)械調(diào)節(jié)器，易于本實(shí)用新型在兩輪狀態(tài)時(shí)裝置的平衡。
[0021]所述的兩輪車包括車架I以及設(shè)于車架I前、后端的前、后車輪機(jī)構(gòu)，所述的前、后車輪機(jī)構(gòu)采用相同的結(jié)構(gòu)。
[0022]所述車輪機(jī)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)包括軸座2、車叉3和車輪4，所述軸座2 (內(nèi)置有軸承)于車架I底部安裝，所述車叉3頂部的轉(zhuǎn)軸于軸座2內(nèi)配合軸承安裝，配裝后的轉(zhuǎn)軸伸出車架I頂部，所述車輪4于車叉3內(nèi)安裝，所述車叉3上設(shè)有驅(qū)動(dòng)車輪4轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于車叉3的伸出位置于車架I上設(shè)有360°轉(zhuǎn)動(dòng)車叉3的車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
[0023]所述車叉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括薄餅電機(jī)6、相互嚙合的車輪主動(dòng)齒輪和車輪從動(dòng)齒輪22以及車輪絕對(duì)編碼器26和車輪增量編碼器27，所述車輪從動(dòng)齒輪22安裝于車叉3轉(zhuǎn)軸伸出的軸端上，所述薄餅電機(jī)6通過機(jī)座23于車輪從動(dòng)齒輪22側(cè)旁安裝于機(jī)架I上，所述車輪主動(dòng)齒輪安裝于薄餅電機(jī)6的輸出軸上，所述車輪絕對(duì)編碼器26和車輪增量編碼器27于機(jī)座23上安裝并處于車輪從動(dòng)齒輪22另一側(cè)旁，車輪絕對(duì)編碼器26輸出軸上安裝的車輪絕對(duì)編碼器齒輪24與車輪從動(dòng)齒輪22嚙合，車輪增量編碼器27輸出軸上安裝的車輪增量編碼器齒輪25與車輪從動(dòng)齒輪22嚙合，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
[0024]所述車輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括薄餅電機(jī)6以及相互嚙合的驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪和內(nèi)齒圈28，所述薄餅電機(jī)6安裝于車叉3的一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪安裝于薄餅電機(jī)6的輸出軸上，所述內(nèi)齒圈28安裝于車輪4的鋼圈上，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
[0025]所述側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)設(shè)于車架I的前側(cè)，并處于前、后車輪機(jī)構(gòu)的中央，包括U形轉(zhuǎn)架5、側(cè)向車叉17和側(cè)向車輪18，所述轉(zhuǎn)架5的兩側(cè)部通過前后方向的銷軸與車架I鉸裝，所述側(cè)向車叉17頂部的轉(zhuǎn)軸通過軸承于轉(zhuǎn)架5的底部安裝并伸進(jìn)在U形轉(zhuǎn)架5內(nèi)部，所述車架I與轉(zhuǎn)架5之間設(shè)有轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)出使側(cè)向車輪18變?yōu)榈谌喍鴧⑴c平衡或行走、和將側(cè)向車輪機(jī)構(gòu)收回在車架I內(nèi)部的中空槽