一种万向行走机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种行走轮，特别涉及一种万向行走机构。
【背景技术】
[0002]传统的行走机构均为转向轮平行转向模式，这种转向模式存在以下不足:1、转向半径大，不适合在狭窄空间内使用；2、机动性能差，不够灵活，必须先转向再改变行走方向，特别是对于高自动化智能化的探测器具，灵活性和机动性是非常重要的；3、在位置受限时转向掉头，需要反复进出，浪费时间且操控性差，且需要熟练的操作技术。
【发明内容】
[0003]【I】要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单，能实现任一方向运动且换向无需转向的万向行走机构。
[0005]【2】解决问题的技术方案
[0006]本发明提供一种万向行走机构，包括机械结构和控制系统，所述机械结构包括载物平台1，所述载物平台I的下底面周向均布有至少三个行走轮2及用于驱动所述行走轮2转动的电机3，每个所述电机3上均连接有一用于控制电机转速的控制线路板4，所述控制线路板4与控制器连接；所述行走轮2的侧壁周向均布有小滚轮21，所述小滚轮21的转动轴线垂直于所述行走轮2的转动轴线；由于小滚轮的滚动轴线垂直于行走轮的滚动轴线，因此，行走轮可以做任意方向运动(类似于受力分解)，工作时，每个电机分别控制一个行走轮，当需要换向时，通过控制行走轮之间的转速差实现换向，当运动方向垂直于其中一个行走轮时，该行走轮停止，而该行走轮上的小滚轮转动；当运动方向平行于其中一个行走轮时，该行走轮转动，而该行走轮上的小滚轮停止；在其他运动方向上时，行走轮和小滚轮均转动。
[0007]进一步的，所述行走轮2的侧壁沿轴线方向设置有至少两排轴向滚动轮，所述轴向滚动轮包括周向均布在所述行走轮侧壁、且转动轴线垂直于所述行走轮2的转动轴线的小滚轮21，相邻两排所述轴向滚动轮上的小滚轮交错设置。
[0008]进一步的，所述行走轮2包括大滚轮22和连接法兰23，所述大滚轮22至少为两个且通过所述连接法兰23固定连接，所述大滚轮22的侧壁周向均布有小滚轮安装槽221，相邻两所述大滚轮22上的小滚轮安装槽交错设置，所述小滚轮21转动地安装在所述小滚轮安装槽内。
[0009]进一步的，所述小滚轮安装槽的两侧壁开设有同轴的安装孔，所述小滚轮21的两端设有转轴，所述转轴套设在所述安装孔内。
[0010]进一步的，所述小滚轮21为中间粗、两端细的橄榄形球体。
[0011]进一步的，还包括一与所述控制器连接的无线接收装置。
[0012]进一步的，所述电机3为伺服电机或步进电机。
[0013]进一步的，所述载物平台为等边三角形，所述行走轮为三个且分别安装在所述载物平台的三个角上。
[0014]【3】有益效果
[0015]本发明万向行走机构，周向设置若干滚轮，并在滚轮上设置小滚轮，通过控制滚轮之间的转速差实现任意角度换向和行走；具有以下优点:
[0016]1、操作简单，无需熟练的技术即能完成换向和行走；
[0017]2、转动半径小，可在狭小空间内使用；
[0018]3、机动性能好，灵活性高，无需转向即能改变行走方向，适用于各高自动化、智能化的探测设备。
【附图说明】
[0019]图1为本发明万向行走机构的结构示意图；
[0020]图2为本发明万向行走机构另一角度结构示意图；
[0021]图3为本发明万向行走机构行走轮的结构示意图；
[0022]图4为本发明万向行走机构行走轮的爆炸图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，详细介绍本发明实施例。
[0024]参阅图1至图4，本发明提供一种万向行走机构，包括机械结构和控制系统，机械结构包括载物平台1，在载物台上开设有用于安装其他设备的螺孔，载物平台I的下底面周向均布有至少三个行走轮2及用于驱动行走轮2转动的电机3，该电机为步进电机或伺服电机，本实施例中，该载物平台为等边三角形，行走轮为三个且分别安装在载物平台的三个角上，每个电机3上均连接有一用于控制电机转速的控制线路板4，三个控制线路板4与一个控制器连接，本实施例中的控制器为Arduino控制器，Arduino包含两个主要的部分:硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。Arduino能通过各种传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，收录进微控制器。对Arduino的编程是利用Arduino编程语言(基于Wiring)和Arduino开发环境(基于Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信(比如Flash, Processing, MaxMSP)来实现；为了便于控制并实现无线操控，本实施例中，在控制器上连接有一个无线接收装置；在行走轮2的侧壁沿轴线方向设置有至少两排轴向滚动轮，本实施例中为两排，该轴向滚动轮包括周向均布在行走轮侧壁、且转动轴线垂直于行走轮2的转动轴线的小滚轮21，相邻两排轴向滚动轮上的小滚轮交错设置，其能提高运动平稳性；为了进一步提高运动平稳性，小滚轮21为中间粗、两端细的橄榄形球体，周向均布的小滚轮的侧壁形成一个圆形，即行走轮的圆心至小滚轮21的外缘之间的距离相等；由于小滚轮的滚动轴线垂直于行走轮的滚动轴线，因此，行走轮可以做任意方向运动(类似于受力分解)，工作时，每个电机分别控制一个行走轮，当需要换向时，通过控制行走轮之间的转速差实现换向，当运动方向垂直于其中一个行走轮时，该行走轮停止，而该行走轮上的小滚轮转动；当运动方向平行于其中一个行走轮时，该行走轮转动，而该行走轮上的小滚轮停止；在其他运动方向上时，行走轮和小滚轮均转动。
[0025]以下对行走轮的机构进行说明，参阅图4，该行走轮2包括两个大滚轮22和一个连接法兰23，两个大滚轮22通过连接法兰23固定连接，在大滚轮22的侧壁周向均布有小滚轮安装槽221，相邻两大滚轮22上的小滚轮安装槽交错设置，在小滚轮安装槽的两侧壁开设有同轴的安装孔，在小滚轮21的两端设有转轴，转轴转动地套设在该安装孔内。
[0026]本发明万向行走机构，周向设置若干滚轮，并在滚轮上设置小滚轮，通过控制滚轮之间的转速差实现任意角度换向和行走；具有以下优点:
[0027]1、操作简单，无需熟练的技术即能完成换向和行走；
[0028]2、转动半径小，可在狭小空间内使用；
[0029]3、机动性能好，灵活性高，无需转向即能改变行走方向，适用于各高自动化、智能化的探测设备。
【主权项】
1.一种万向行走机构，包括机械结构和控制系统，其特征在于:所述机械结构包括载物平台(I)，所述载物平台(I)的下底面周向均布有至少三个行走轮(2)及用于驱动所述行走轮(2)转动的电机(3)，每个所述电机(3)上均连接有一用于控制电机转速的控制线路板(4)，所述控制线路板(4)与控制器连接；所述行走轮(2)的侧壁周向均布有小滚轮(21)，所述小滚轮(21)的转动轴线垂直于所述行走轮(2)的转动轴线。
2.如权利要求1所述的万向行走机构，其特征在于:所述行走轮(2)的侧壁沿轴线方向设置有至少两排轴向滚动轮，所述轴向滚动轮包括周向均布在所述行走轮侧壁、且转动轴线垂直于所述行走轮(2)的转动轴线的小滚轮(21)，相邻两排所述轴向滚动轮上的小滚轮交错设置。
3.如权利要求1所述的万向行走机构，其特征在于:所述行走轮(2)包括大滚轮(22)和连接法兰(23)，所述大滚轮(22)至少为两个且通过所述连接法兰(23)固定连接，所述大滚轮(22)的侧壁周向均布有小滚轮安装槽(221)，相邻两所述大滚轮(22)上的小滚轮安装槽交错设置，所述小滚轮(21)转动地安装在所述小滚轮安装槽内。
4.如权利要求3所述的万向行走机构，其特征在于:所述小滚轮安装槽的两侧壁开设有同轴的安装孔，所述小滚轮(21)的两端设有转轴，所述转轴套设在所述安装孔内。
5.如权利要求1所述的万向行走机构，其特征在于:所述小滚轮21为中间粗、两端细的橄榄形球体。
6.如权利要求1所述的万向行走机构，其特征在于:还包括一与所述控制器连接的无线接收装置。
7.如权利要求1所述的万向行走机构，其特征在于:所述电机3为伺服电机或步进电机。
8.如权利要求1至7任一项所述的万向行走机构，其特征在于:所述载物平台为等边三角形，所述行走轮为三个且分别安装在所述载物平台的三个角上。
【专利摘要】本发明提供一种万向行走机构，包括机械结构和控制系统，机械结构包括载物平台，所述载物平台的下底面周向均布有至少三个行走轮及用于驱动所述行走轮转动的电机，每个所述电机上均连接有一用于控制电机转速的控制线路板，所述控制线路板与控制器连接；所述行走轮的侧壁周向均布有小滚轮，所述小滚轮的转动轴线垂直于所述行走轮的转动轴线。本发明万向行走机构，周向设置若干滚轮，并在滚轮上设置小滚轮，通过控制滚轮之间的转速差实现任意角度换向和行走；具有以下优点：操作简单，无需熟练的技术即能完成换向和行走；转动半径小，可在狭小空间内使用；机动性能好，灵活性高，无需转向即能改变行走方向，适用于各高自动化、智能化的探测设备。
【IPC分类】B60B19-12, B62D61-06
【公开号】CN104670360
【申请号】CN201510035497
【发明人】高斌, 朱景华
【申请人】温州职业技术学院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月23日