一种平衡车底盘装置的制作方法

本发明涉及一种平衡车底盘装置，属于机械产品技术领域。

背景技术：

2001年12月3日，美国segwayllc公司正式公开赛格威电动平衡车(segwayht)的原型，并且声称它是人类史上第一辆能够自主平衡(self-balancing)的运输工具，迎来科技界的广泛探讨。自此，电动平衡车进入人们的视野，人们出行用平衡车代步，方便、简洁、且移动速度快，大大的提高了人们出行的效率，但我们不难发现，现有的平衡车大多数都是用在了人们的日常生活当中，而在高速发展的工业生产领域中，人们在需要某种产品时往往是通过人为的方式取来，电动平衡车的运用少之又少，主要是因为其底盘装置是采用两个电机分别控制两个车轮转动，难以做到完全的同步，使得使用效率低，如此一个方便、快捷便利的运输工具却没有运用在工业生产领域中，是工业生产行业中一个巨大的损失，在未来工业生产领域中，这种能够自主平衡的运输工具将会大量的运用在工业产品运输当中，但现有的电动平衡车由于底盘技术限制还无法满足工业产品运输的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种平衡车底盘装置，以解决现有平衡车同步率低、使用效率低等问题。

本发明按以下技术方案实现：一种平衡车底盘装置，包括底盘1、车轴支座盖2、控制平台3、主控箱4、辅控箱5、电源插盒6、螺栓7、车轮轴支座8、电瓶箱9、舵机箱11、舵机箱盖12、车轮轴轴承13、联轴器14、销钉22、蜗杆23、舵机24、舵机固定盖25、差速装置26、蜗杆轴承27、键28、舵机轴29、蜗轮轴轴承30、导线管31；底盘1内两端开设有电瓶箱凹槽19，底盘1内中部开设有差速箱凹槽21，底盘1内还开设有舵机箱凹槽20，电瓶箱9安装在底盘1上的电瓶箱凹槽19内，导线管31安装在电瓶箱9两侧，差速装置26通过螺栓7安装在底盘1的差速箱凹槽21上，舵机箱11通过螺栓7安装在底盘1的舵机箱凹槽20上，舵机24安装在舵机箱11内部，舵机轴29一端安装在舵机24内，舵机固定盖25安装在舵机24顶部，蜗杆23一端通过蜗杆轴承27安装在舵机箱11内，蜗杆23另一端通过键28与舵机轴29另一端连接，舵机箱盖12通过销钉22安装在舵机箱11上，蜗轮轴轴承30安装在舵机箱11上，差速装置26与舵机箱11内的蜗杆23连接，车轮轴支座8通过螺栓7安装在底盘1内前后端，车轮轴轴承13安装在车轮轴支座8内部，联轴器14一端安装在车轮轴支座8内部的车轮轴轴承13上，联轴器14另一端与差速装置26连接，车轴支座盖2通过螺栓7安装在车轮轴支座8顶部，控制平台3通过螺栓7安装在底盘1上，主控箱4通过螺栓7安装在控制平台3上，主控箱4内安装有精密且高速的中央微处理器，辅控箱5通过螺栓7安装在控制平台3上，辅控箱5内安装有精密固态陀螺仪，电源插盒6安装在底盘1侧部。

所述差速装置26包括差速箱10、车轮轴15、差速箱盖16、蜗轮17、蜗轮轴18、车轮轴齿轮32、直齿轮33、减速锥齿轮34、锥齿轮35、轴承36、轴37、轴38、轴39、锥齿轮40、锥齿轮41、锥齿轮42；差速箱10内两端开设有直齿轮槽47，差速箱10内部开设有减速锥齿轮槽43、轴承槽i45，轴承36安装在轴承槽i45上，轴39通过轴承36安装在差速箱10内，减速锥齿轮34通过键28安装在轴39一端，减速锥齿轮34位于减速锥齿轮槽43一侧，直齿轮33通过键28安装在轴39另一端，直齿轮33位于差速箱10内一端的直齿轮槽47内，差速箱10内部开设有锥齿轮槽44、轴承槽iii48，轴承槽iii48内安置有轴承36，轴37通过轴承36安装在差速箱10内，锥齿轮35通过键28安装在轴37一端，锥齿轮35位于锥齿轮槽44一侧，减速锥齿轮34通过键28安装在轴37另一端，减速锥齿轮34位于减速锥齿轮槽43另一侧，蜗轮轴18一端通过轴承36穿过差速箱10侧部，蜗轮轴18另一端通过蜗轮轴轴承30穿过舵机箱11，锥齿轮40通过键28安装在蜗轮轴18一端，锥齿轮40分别与轴39一端的减速锥齿轮34、轴37另一端的减速锥齿轮34啮合，蜗轮17通过键28安装在蜗轮轴18另一端上，蜗轮17与舵机箱11内的蜗杆23啮合，差速箱10内部开设有轴承槽ii46，轴承槽ii46内安置有轴承36，轴38通过轴承36安装在差速箱10内，直齿轮33通过键28安装在轴38的一端，直齿轮33位于差速箱10内另一端的直齿轮槽47内，另一个锥齿轮35通过键28安装在轴38另一端，另一个锥齿轮35位于锥齿轮槽44另一侧，锥齿轮42安装在锥齿轮槽44内，锥齿轮42中部内安设有突出轴49，锥齿轮35通过其中部安设有的突出轴轴承50安装在锥齿轮42的突出轴49上，锥齿轮42内的锥齿轮35与轴37一端的锥齿轮35、轴38另一端的锥齿轮35啮合，蜗轮轴18一端通过轴承36穿过差速箱10侧部，蜗轮轴18另一端通过蜗轮轴轴承30穿过舵机箱11，锥齿轮41通过键28安装在蜗轮轴18一端，锥齿轮41与锥齿轮42啮合，蜗轮17通过键28安装在蜗轮轴18另一端上，蜗轮17与舵机箱11内的蜗杆23啮合，车轮轴15安装在差速箱10上，车轮轴齿轮32安装在车轮轴15一端部与直齿轮33啮合，车轮轴15另一端与联轴器14另一端连接，差速箱盖16通过螺栓7安装在差速箱10顶部。

一种平衡车底盘装置的工作原理为：当机器人处在一个运动的过程中，由安装在辅控箱5内的精密固态陀螺仪判断机器人自身所处的一个环境和运动状态，同时通过安装在车轮内部的转速反馈装置将车轮转速信息通过数据线传输给安装在主控箱4内的精密且高速的中央微处理器，由精密且高速的中央微处理器通过计算并发出指令控制安装在舵机箱11内的舵机24的转动，当需要向前或向后移动时，安装在主控箱4内的精密且高速的中央微处理器就会发出指令，控制安装在底盘1上的舵机箱凹槽20位置处且蜗轮轴18的一端与锥齿轮41配合的舵机箱11，控制安装在舵机箱11内部的舵机24不转动，使安装在蜗轮轴18一端的锥齿轮41，且与锥齿轮41啮合的锥齿轮42处于静止状态，并控制安装在底盘1上的舵机箱凹槽20位置处且蜗轮轴18一端与锥齿轮ii40配合的舵机箱11内部的舵机24运作，使蜗杆23转动带动蜗轮17转动带动安装在蜗轮轴18一端锥齿轮40转动，由锥齿轮40转动使安装在轴39一端的减速锥齿轮34与安装在轴37一端的减速锥齿轮34的转动方向相反，由安装在轴39一端的减速锥齿轮34转动带动安装在轴39的另一端的直齿轮33转动带动车轮轴齿轮32转动带动车轮轴15转动，车轮轴15通过安装在车轮轴支座8内部另一端的联轴器14转动带动安装在车轮轴支座8内部一端外部车轮轴转动带动车轮转动，安装在轴37一端的减速锥齿轮34转动带动安装在轴37另一端的锥齿轮35转动带动安装在由锥齿轮41控制不转动的锥齿轮42内部伸出轴49上的锥齿轮35转动带动安装在轴38一端的锥齿轮35转动带动安转在轴38另一端的直齿轮33转动带动车轮轴齿轮32转动带动车轮轴15转动，车轮轴15通过安装在车轮轴支座8内部另一端的联轴器14转动带动安装在车轮轴支座8内部一端外部车轮轴转动带动车轮转动，安装在由锥齿轮41控制不转动的锥齿轮42内部伸出轴49上的锥齿轮35起到一个过度的作用，使安装在轴38一端的锥齿轮35的转向与安装在轴37另一端的锥齿轮35转动方向相反与安装在轴39一端的减速锥齿轮34转动方向相同，便可实现机器人前进或者后退。

当需要机器人转向时，只需控制安装在底盘1上的舵机箱凹槽20位置处且蜗轮轴18的一端与锥齿轮41配合的舵机箱11内部的舵机24转动运作，使蜗杆23转动带动蜗轮17转动带动安装在涡轮轴18一端的锥齿轮41转动带动锥齿轮42与安装在轴37另一端的锥齿轮35同向转动，使安装在锥齿轮42内部伸出轴49上的锥齿轮35与安装在轴37另一端的锥齿轮35转动，同时带动安装在轴38一端的锥齿轮35转动，实现安装在轴38一端的锥齿轮35与安装在轴37另一端的锥齿轮35同向转动，带动安装在轴38另一端的直齿轮33转动带动车轮轴齿轮32转动带动车轮轴15转动，车轮轴15通过安装在车轮轴支座8内部另一端的联轴器14转动带动安装在车轮轴支座8内部一端的外部车轮轴转动带动车轮转动，便可实现机器人的原地转向。

本发明具有以下有益效果：

1、结构简单，组装方便；

2、可调节性强，且移动速度快、方便、简洁；

3、可承受较大的载重和实现产品远距离的运输；

4、运用一个电机控制两车轮同步转动，可更好的控制车体平衡。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的差速装置外部结构示意图；

图4为本发明的差速装置俯视结构示意图；

图5为本发明的差速齿轮组主视结构示意图；

图6为本发明的差速齿轮组结构示意图；

图7为本发明的锥齿轮结构示意图；

图8为本发明的锥齿轮示意图；

图9为本发明的差速箱内部结构示意图；

图10为本发明的舵机装置结构示意图；

图11为本发明的舵机装置内部结构示意图；

图12为本发明的蜗杆、舵机连接结构示意图；

图13为本发明的车轮轴支座结构示意图；

图14为本发明的车轮轴轴承安装结构示意图；

图15为本发明的电瓶箱结构示意图；

图16为本发明的控制平台结构示意图；

图17为本发明的键结构示意图；

图18为本发明的底盘内部结构示意图。

图中各标号为：1：底盘、2：车轴支座盖、3：控制平台、4：主控箱、5：辅控箱、6：电源插盒、7：螺栓、8：车轮轴支座、9：电瓶箱、10：差速箱、11：舵机箱、12：舵机箱盖、13：车轮轴轴承、14：联轴器、15：车轮轴1、16：差速箱盖、17：蜗轮、18：蜗轮轴、19：电瓶箱凹槽、20：舵机箱凹槽、21：差速箱凹槽、22：销钉、23：蜗杆、24舵机、25：舵机固定盖、26：差速装置、27：蜗杆轴承、28：键、29：舵机轴、30：蜗轮轴轴承、31：导线管、32：车轮轴齿轮、33：直齿轮、34：减速锥齿轮、35：锥齿轮、36：轴承、37：轴、38：轴、39：轴、40：锥齿轮、41：锥齿轮、42：锥齿轮、43：减速锥齿轮槽、44：锥齿轮槽、45：轴承槽i、46：轴承槽ii、47：直齿轮槽、48：轴承槽iii、49：突出轴、50：突出轴轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-18所示，一种平衡车底盘装置包括底盘1、车轴支座盖2、控制平台3、主控箱4、辅控箱5、电源插盒6、螺栓7、车轮轴支座8、电瓶箱9、舵机箱11、舵机箱盖12、车轮轴轴承13、联轴器14、销钉22、蜗杆23、舵机24、舵机固定盖25、差速装置26、蜗杆轴承27、键28、舵机轴29、蜗轮轴轴承30、导线管31；底盘1内两端开设有电瓶箱凹槽19，底盘1内中部开设有差速箱凹槽21，底盘1内还开设有舵机箱凹槽20，电瓶箱9安装在底盘1上的电瓶箱凹槽19内，导线管31安装在电瓶箱9两侧，差速装置26通过螺栓7安装在底盘1的差速箱凹槽21上，舵机箱11通过螺栓7安装在底盘1的舵机箱凹槽20上，舵机24安装在舵机箱11内部，舵机轴29一端安装在舵机24内，舵机固定盖25安装在舵机24顶部，蜗杆23一端通过蜗杆轴承27安装在舵机箱11内，蜗杆23另一端通过键28与舵机轴29另一端连接，舵机箱盖12通过销钉22安装在舵机箱11上，蜗轮轴轴承30安装在舵机箱11上，差速装置26与舵机箱11内的蜗杆23连接，车轮轴支座8通过螺栓7安装在底盘1内前后端，车轮轴轴承13安装在车轮轴支座8内部，联轴器14一端安装在车轮轴支座8内部的车轮轴轴承13上，联轴器14另一端与差速装置26连接，车轴支座盖2通过螺栓7安装在车轮轴支座8顶部，控制平台3通过螺栓7安装在底盘1上，主控箱4通过螺栓7安装在控制平台3上，主控箱4内安装有精密且高速的中央微处理器，辅控箱5通过螺栓7安装在控制平台3上，辅控箱5内安装有精密固态陀螺仪，电源插盒6安装在底盘1侧部。

差速装置26包括差速箱10、车轮轴15、差速箱盖16、蜗轮17、蜗轮轴18、车轮轴齿轮32、直齿轮33、减速锥齿轮34、锥齿轮35、轴承36、轴37、轴38、轴39、锥齿轮40、锥齿轮41、锥齿轮42；差速箱10内两端开设有直齿轮槽47，差速箱10内部开设有减速锥齿轮槽43、轴承槽i45，轴承36安装在轴承槽i45上，轴39通过轴承36安装在差速箱10内，减速锥齿轮34通过键28安装在轴39一端，减速锥齿轮34位于减速锥齿轮槽43一侧，直齿轮33通过键28安装在轴39另一端，直齿轮33位于差速箱10内一端的直齿轮槽47内，差速箱10内部开设有锥齿轮槽44、轴承槽iii48，轴承槽iii48内安置有轴承36，轴37通过轴承36安装在差速箱10内，锥齿轮35通过键28安装在轴37一端，锥齿轮35位于锥齿轮槽44一侧，减速锥齿轮34通过键28安装在轴37另一端，减速锥齿轮34位于减速锥齿轮槽43另一侧，蜗轮轴18一端通过轴承36穿过差速箱10侧部，蜗轮轴18另一端通过蜗轮轴轴承30穿过舵机箱11，锥齿轮40通过键28安装在蜗轮轴18一端，锥齿轮40分别与轴39一端的减速锥齿轮34、轴37另一端的减速锥齿轮34啮合，蜗轮17通过键28安装在蜗轮轴18另一端上，蜗轮17与舵机箱11内的蜗杆23啮合，差速箱10内部开设有轴承槽ii46，轴承槽ii46内安置有轴承36，轴38通过轴承36安装在差速箱10内，直齿轮33通过键28安装在轴38的一端，直齿轮33位于差速箱10内另一端的直齿轮槽47内，另一个锥齿轮35通过键28安装在轴38另一端，另一个锥齿轮35位于锥齿轮槽44另一侧，锥齿轮42安装在锥齿轮槽44内，锥齿轮42中部内安设有突出轴49，锥齿轮35通过其中部安设有的突出轴轴承50安装在锥齿轮42的突出轴49上，锥齿轮42内的锥齿轮35与轴37一端的锥齿轮35、轴38另一端的锥齿轮35啮合，蜗轮轴18一端通过轴承36穿过差速箱10侧部，蜗轮轴18另一端通过蜗轮轴轴承30穿过舵机箱11，锥齿轮41通过键28安装在蜗轮轴18一端，锥齿轮41与锥齿轮42啮合，蜗轮17通过键28安装在蜗轮轴18另一端上，蜗轮17与舵机箱11内的蜗杆23啮合，车轮轴15安装在差速箱10上，车轮轴齿轮32安装在车轮轴15一端部与直齿轮33啮合，车轮轴15另一端与联轴器14另一端连接，差速箱盖16通过螺栓7安装在差速箱10顶部。