专利名称：家庭智能移动平台装置的制作方法
技术领域：
家庭智能移动平台装置技术领域本使用新型涉及一种家庭智能移动平台装置，具体地，涉及一种 可应用于承载家庭智能设备的移动平台装置，尤其是能够作为家庭服 务机器人的一种通用移动平台装置。
背景技术：
目前，应用最广泛的移动平台仍然是轮式结构，也就是将一定数 目的轮子装在一个底盘上，通过控制轮子的转速实现平台的移动。但 是，普通的轮子只能朝一个方向滚动，当平台遇到障碍或受到空间限 制，要作拐弯或侧向运动时，固定装在底盘上的驱动轮必然要与地面发 生侧向滑动摩擦，这样平台就不能实现快捷灵活的移动，同时由于克服 滑动摩擦力远比克服滚动摩擦力做的功多，还会产生不必要的能量损 耗。另外，为了使平台稳定性强，通常在底盘上装有四个轮子，但是 由于受到平台体积和布局的影响，轮子一般都不设计减震装置，加上 通常情况下平台工作的路面并不是理想的平面，这样四个轮子必然不 能同时着地，作为智能移动平台，这样的结构都会对控制的精确性产 生影响。
为了克服平台作侧向移动时轮子与地面之间的滑动摩擦，提高平 台移动的灵活性，本实用新型提供了一种全方位轮，该轮通过结构的 改进，适于在两个相互垂直的方向上移动，因此，能够将平台作侧向 移动时轮子与地面的摩擦转化为滚动摩擦，从而减小摩擦力，使控制 反应更快，移动更加灵活。为了使平台在凸凹不平的路面(如室内等非理想平面)上移动时， 四个轮子能够同时着地，本实用新型提供了一种全新的活动铰链式的 底盘结构。发明内容本发明的目的是提供一种带有可以全方位、轻便、迅速移动的底盘的家庭智能移动平台装置；本发明的另一目的是提供一种可以在凹凸不平的路面(非理想平 面)上实现四个轮子同时着地的家庭智能移动平台装置；本发明的另一目的是提供一种可以分别在两个垂直方向灵活移动 的全方位轮及采用这种全方位轮的活动铰链式底盘的家庭智能移动平 台装置。上述目的是通过一下技术方案来实现的一种家庭智能移动平台装置，该家庭智能移动平台装置包括底盘 4、由支撑板2和中间隔板5构成的主体支撑架、电源部分、传感装置、控制器1和智能设备构成，其中主体支撑架固定到底盘4上，电源部 分、传感装置、控制器1和智能设备都固定到主体支撑架上，传感装
置、智能设备都连接到控制器上并连接电源部分，其特征在于所述的底盘由前底盘15和后底盘19构成并通过底盘轴承座16、底盘轴18和 轴承17联接在一起，前底盘15和后底盘19之间留有间隙20;所述底盘4带有四个驱动轮，每个驱动轮都带有一个直流伺服电 机，四个驱动轮置于底盘的四周，并且四个驱动轮的转轴分布在两个 相互垂直的直线上；所述的驱动轮采用全方位轮，该全方位轮的轮体边缘上等间隔设 置有多个侧向轮8，每个侧向轮8的旋转轴线都与全方位轮的轴线垂直；每个侧向轮8具有侧向轮轴10、轴承13和两个橡胶圈14，侧向 轮轴10设置在轴承13的内部，两个橡胶圈14则固定到轴承13的外 部。该家庭智能移动平台装置通过采用全方位轮，实现了平台装置在 全方位方向轻便、快捷、灵巧地运动；四个全方位轮分别由四个直流 伺服电机单独驱动，不仅驱动力大，还可以通过控制器对电机的控制， 以实现平台在任意时刻都可以朝各个方向移动，平台的工作环境不受 空间和布局的影响。工作过程中通过活动铰链的转动，使前底盘与后 底盘相对运动，实现四个全方位轮的同时着地。
图l是本实用新型的家庭智能移动平台的正视图； 图2是本实用新型所述底盘的仰视图；图3 (a)是本实用新型中全方位轮的正视图，图3 (b)是全方位轮
的径向剖面图；图4是全方位轮边缘上的侧向轮的横截面示意图。 在附图中l.控制器，2.主体支撑架，3.蓄电池，4.底盘，5.中 间隔板，6.电源，7.全方位轮，8.侧向轮，9.螺钉，IO.侧向轮轴，11. 轮体，12.轮盖，13.619/3-2Z轴承，14.橡胶圈，15.前底盘，16.底盘 轴承座，17.61902-2Z轴承，18.底盘轴，19.后底盘，20.间隙。
具体实施方式
下面将结合附图来详细描述本实用新型的优选实施方式 本实用新型提出一种家庭智能移动平台装置。该家庭智能移动平台装置包括底盘4、由支撑板2和中间隔板5构成的主体支撑架、电源部 分、传感装置、控制器l和智能设备构成，其中主体支撑架固定到底盘 4上，电源部分、传感装置、控制器l和智能设备都固定到主体支撑架 上，传感装置、智能设备都连接到控制器上并连接电源部分，其特征 在于所述的底盘由前底盘15和后底盘19构成并通过底盘轴承座16、底 盘轴18和轴承17联接在一起，前底盘15和后底盘19之间留有间隙20; 其中该平台装置主要是用来承载相应的智能设备，在此就在具体的介 绍相关的智能设备了；所述底盘4带有四个驱动轮，每个驱动轮都带有一个直流伺服电 机，四个驱动轮置于底盘的四周，并且四个驱动轮的转轴分布在两个 相互垂直的直线上；所述的驱动轮采用全方位轮，该全方位轮的轮体边缘上等间隔设 置有多个侧向轮8，每个侧向轮8的旋转轴线都与全方位轮的轴线垂直; 每个侧向轮8具有侧向轮轴10、轴承13和两个橡胶圈14，侧向轮轴 10设置在轴承13的内部，两个橡胶圈14则固定到轴承13的外部。更适 合移动平台使用的活动铰链式底盘。在该底盘上装设有四个驱动轮， 即全方位轮，下面先介绍作为驱动轮的全方位轮，以便于更好地理解 底盘的移动。如图3中所示，所述的全方位轮7是通过在全方位轮7 (大轮)的边 缘上均布地装有一定数目的侧向轮8 (小轮)，侧向轮8旋转轴线与大轮 轴线垂直，使得大轮在侧向移动时，其边缘的小轮与地面始终保持滚 动摩擦，从而实现轮子的多向运动。在图3中所示的作为移动平台驱动 轮的全方位轮中， 一定数量的侧向轮8按照相同间隔通过侧向轮轴10均 布并置于轮体ll的边缘，盖上轮盖12后，通过螺钉9将轮盖12和轮体11 联接在一起，保证侧向轮8的轴线与全方位轮7的轴线相互垂直。侧向 轮8的数量根据轮体11直径的大小可作相应调整，通常轮体ll直径越 大，需要的侧向轮8的数目就越多。在图4中，侧向轮轴IO、 619/3-2Z轴承13及两个橡胶圈14共同组成 侧向轮8。侧向轮8工作时，侧向轮轴10被全方位轮7的轮体11与轮盖12 夹紧处于相对不动的状态，当全方位轮7要侧向移动时，侧向轮8外缘 的两个橡胶圈14与地面摩擦，迫使轴承13内外圈相对转动，从而实现 了全方位轮7的多向运动。如图2中所示，将常见的整体刚性底盘分为两部分即前底盘15和后 底盘19，并将两部分通过轴承系构成的铰链进行连接，并且在前底盘 15和后底盘19之间留有一定的间隙，便于前底盘15和后底盘19的相对
活动，使底盘具有一个与地面平行的旋转自由度，前底盘15、后底盘 19通过底盘轴承座16、底盘轴18及61902-2Z轴承17联接在一起，通过 底盘轴与底盘轴承座的相对转动实现了具有活动铰链的底盘结构设 计。这样当平台移动经过的位置地面不平，有一个凸起(或凹陷)，而 且刚好有一个轮子压过该凸起(或凹陷)时，由于底盘自身的重力， 其余三个轮子必然会在重力的作用下通过底盘前后两部分绕铰链的旋 转而实现同时着地。其中轴承系包括轴承座16、底盘轴18和轴承17， 轴承座16通过轴承17可相对于底盘轴18转动；轴承座16固定在前底盘 15上；底盘轴18的一端则固定在后底盘19上。在图l中所示为本发明的家庭智能移动平台的正视图。其中四个 全方位轮7按90。间隔均布于底盘4上，底盘4的四角上设置有四个驱动 轮，每个驱动轮都是由单独的直流伺服电机通过行星减速器驱动；所 述四个驱动轮的转轴分布在两个相互垂直的直线上(见图2)。包括蓄 电池3与电源6的电源部分和传感装置直接固定到底盘4上的主体支撑 架上，控制器1通过主体支撑架2及中间隔板5被安装于移动平台的上 方。通常为了降低平台的重心，将质量较重的部件如电源部分等安装 在靠下的位置，而将质量较轻的部件如控制器、传感装置等安装在靠 上的位置。这样，该家庭智能移动平台装置的效果是CD该智能移动平台能 够实现全方位移动，当平台移动遇到障碍或受到空间限制移动不便时， 平台反应快速灵活，无需换向便可以朝任意方向移动；⑦保证平台在 凸凹不平的路面上移动时，四个轮子能够同时着地，使控制更加精确。 上列的详细说明是针对本实用新型的一可行实施例具体说明，惟 该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本实用新型发明 技艺精神所为的等效实施例或变更，例如，等变化的等效性实施例， 均应包含于本案的专利范围内。
权利要求1. 一种家庭智能移动平台装置，该家庭智能移动平台装置包括底盘(4)、由支撑板(2)和中间隔板(5)构成的主体支撑架、电源部分、传感装置、控制器(1)和智能设备构成，其中主体支撑架固定到底盘(4)上，电源部分、传感装置、控制器(1)和智能设备都固定到主体支撑架上，传感装置、智能设备都连接到控制器上并连接电源部分，其特征在于所述的底盘由前底盘(15)和后底盘(19)构成并通过底盘轴承座(16)、底盘轴(18)和轴承(17)联接在一起，前底盘(15)和后底盘(19)之间留有间隙(20)。
2、 根据权利要求1中所述的家庭智能移动平台装置，其特征 在于所述底盘(4)带有四个驱动轮，每个驱动轮都带有一个直流 伺服电机，四个驱动轮置于底盘的四周，并且四个驱动轮的转轴分布 在两个相互垂直的直线上。
3、 根据权利要求2中所述的家庭智能移动平台装置，其特征 在于所述的驱动轮采用全方位轮，该全方位轮的轮体边缘上等间隔 设置有多个侧向轮(8)，每个侧向轮(8)的旋转轴线都与全方位轮 的轴线垂直。
4、 根据权利要求3中所述的家庭智能移动平台装置，其特征 在于每个侧向轮(8)具有侧向轮轴(10)、轴承(13)和两个橡胶 圈(14)，侧向轮轴(10)设置在轴承(13)的内部，两个橡胶圈(14) 则固定到轴承(13)的外部。
专利摘要一种家庭智能移动平台装置，该家庭智能移动平台装置包括底盘(4)、由支撑板(2)和中间隔板(5)构成的主体支撑架、电源部分、传感装置、控制器(1)和智能设备构成，其中主体支撑架固定到底盘(4)上，电源部分、传感装置、控制器(1)和智能设备都固定到主体支撑架上，传感装置、智能设备都连接到控制器上并连接电源部分，其特征在于所述的底盘由前底盘(15)和后底盘(19)构成并通过底盘轴承座(16)、底盘轴(18)和轴承(17)联接在一起，前底盘(15)和后底盘(19)之间留有间隙(20)。
文档编号B62D61/10GK201080211SQ20062013949
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者李天剑, 郝静如, 宏 高 申请人:北京机械工业学院