专利名称：助力手推车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种助力设备及物料运输技术，尤其是涉及一种能将推力放大跟随控制的助力手推车。
背景技术：
近年来，随着人类活动领域的进一步扩大，人们对非制造业用助力设备的研究空前活跃起来。这些行业与制造业相比，其主要特点是工作环境的非结构化和不确定性，助力设备结合了人的灵活性和机械设备负载能力好的优点能很好的适应工各种工作环境。美国早期的wear、日本的HAL-5、俄罗斯的勇士 2等外骨骼已用于军事，助老助残、等方面。工业用助力机械手，国外的研究主要集中在机构灵巧，重量轻、刚度好、便于装卸与维修的高性能助力设备。目前，机器人技术发达的国家都在竞相开发工业用助力设备、医疗用助力设备、建筑用助力设备和军用助力设备，并已经取得了一些不错的成果。助力设备是机器人技术一个崭新的应用领域，开发助力车，旨在提高建筑施工作业、工厂物料运输及农业生产的自动化程度，提升施工速度及安全性，并降低工人的劳动强度。目前大型建筑、工业、农业，普遍需要板材、钢铁、水泥、土方等物料的搬运，这些物料，重量重且越来越重,尺寸大且越来越大,人工搬运效率低下，安全性差，劳动强度大，搬运多有困难。因此，研发适用于这种适应短途物料搬运需要的强承载能力，高稳定性和多灵活性的助力车是必然之选了。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能将推力放大跟随控制的助力手推车。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种助力手推车，其特征在于包括车体、驱动装置和能够进行推力采集放大跟随的助力系统；所述驱动装置设置在车体底部，所述助力系统设置在所述车体的一端。所述车体包括水平车架，所述水平车架一端垂直固定一助推架；所述水平车架为边梁式焊接框架结构。所述驱动装置包括差速驱动桥、电机、联轴器、减震板簧、驱动轮胎和导轮，所述水平车架的底面两侧分别安装一个所述减震板簧，两个所述减震板簧均与所述差速驱动桥相连，所述差速驱动桥的两端各连接一个所述驱动轮胎，所述差速驱动桥的两端还通过一连接杆与所述助推架的底部两端固定相连，所述助推架的底部两角各设有一个所述导轮；所述电机通过所述联轴器与所述差速驱动桥相连。所述电机为直流无刷速电机。所述助力系统包括力采集装置、力信号放大模块和电机控制模块；所述力采集装置固定在所述助推架上，所述力采集装置与所述力信号放大模块电路相连，所述力信号放大模块与所述电机控制模块电路相连，所述电机控制模块与所述电机相连。所述力信号放大模块和电机控制模块设置于所述助推架的内部。
所述力采集装置包括光杠、直线轴承、连接板、弹簧、阻尼器、力传感器、横向支撑板和支撑把手，所述横向支撑板固定在所述助推架的上部，所述横向支撑板的两端分别固定一个所述支撑把手，所述其中一个支撑把手上设有所述直线轴承，所述直线轴承和光杠组成一个直线运动副，所述光杠靠近所述横向支撑板的一端通过一卧式支撑座与所述连接板的一侧相连，所述连接板的另一侧与所述弹簧相连，所述弹簧与所述力传感器相连，所述连接板还固定有所述阻尼器，所述力传感器和所述阻尼器均通过一传感器固定架与所述横向支撑板相连。本发明具有的优点和积极效果是由于采用上述技术方案，该助力手推车在进行物料运输时，能将推力放大跟随控制，其力控制及力放大系统适用于路况复杂、空间狭小、载荷较大的工厂、工地环境，具有较好的承载、越障、爬坡能力，稳定性高，质量轻，且操作极为简便。
图1是本发明的整体结构示意2是本发明驱动装置的结构示意3是本发明助力系统的结构示意中1、车体2、驱动装置3、助力系统4、水平车架5、助推架6、差速驱动桥7、减震板簧8、驱动轮胎9、连接杆10、导轮11、电机12、联轴器13、光杠14、直线轴承15、横向支撑板16、支撑把手 17、卧式支撑座18、连接板19、弹簧20、阻尼器21、力传感器22、传感器固定架
具体实施例方式如图1所示，本发明包括车体1、驱动装置2和能够进行推力采集放大跟随的助力系统3 ;驱动装置2设置在车体I底部，助力系统3设置在车体I的一端。车体I包括水平车架4，水平车架4 一端垂直固定一助推架5 ;水平车架4为边梁式焊接框架结构。如图2所示，驱动装置2包括差速驱动桥6、电机11、联轴器12、减震板簧7、驱动轮胎8和导轮10，水平车架4的底面两侧分别安装一个减震板簧7，两个减震板簧7均与差速驱动桥6通过U形螺杆相连，差速驱动桥6的两端各连接一个驱动轮胎8，差速驱动桥6的两端还通过一连接杆9与助推架3的底部两端固定相连，助推架3的底部两角各设有一个导轮10 ;电机11通过所述联轴器12与差速驱动桥6相连。电机11为直流无刷速电机。如图3所示，助力系统3包括力采集装置、力信号放大模块和电机控制模块；力采集装置固定在助推架3上，力采集装置与所述力信号放大模块电路相连，力信号放大模块与电机控制模块电路相连，电机控制模块与电机11相连。力信号放大模块和电机控制模块设置于助推架3的内部。力采集装置包括光杠13、直线轴承14、连接板18、弹簧19、阻尼器20、力传感器21、横向支撑板15和支撑把手16,横向支撑板15固定在助推架5的上部,横向支撑板15的两端分别固定一个支撑把手16，其中一个支撑把手16上设有直线轴承14，直线轴承14和光杠13组成一个直线运动副,光杠13靠近横向支撑板15的一端通过一卧式支撑座17与连接板18的一侧相连，连接板18的另一侧与弹簧19相连，弹簧19与力传感器21相连，连接板18还固定有阻尼器20，力传感器21和阻尼器20均通过一传感器固定架22与横向支撑板15相连。本实例的工作过程需要运输物料时，人通过手推光杠13将控制力传导给力传感器21，而力传感器21通过力信号放大模块中的变送器将力信号转变为电压信号，再将电压信号转变为Pwm信号，并在转化过程中融入PID算法，pwm信号再通过放大电路进入电机控制模块，电机控制模块直接控制直流无刷减速电机11的速度与力矩输出，从而达到人推力的放大与人位移的跟随。助力车的主要动力是由直流无刷减速电机11提供,动力由直流无刷减速电机11经过联轴器12输入到差速驱动桥6中，再由差速驱动桥6带动驱动轮胎8完成整体动力输出。最终，人只需控制车的方向以及提供一个很小的推力就能达到推动成吨物料物资的目的。以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
权利要求
1.一种助力手推车，其特征在于包括车体、驱动装置和能够进行推力采集放大跟随的助力系统；所述驱动装置设置在车体底部，所述助力系统设置在所述车体的一端。
2.根据权利要求1所述的助力手推车，其特征在于所述车体包括水平车架，所述水平车架一端垂直固定一助推架。
3.根据权利要求2所述的助力手推车，其特征在于所述驱动装置包括差速驱动桥、电机、联轴器、减震板簧、驱动轮胎和导轮，所述水平车架的底面两侧分别安装一个所述减震板簧，两个所述减震板簧均与所述差速驱动桥相连，所述差速驱动桥的两端各连接一个所述驱动轮胎，所述差速驱动桥的两端还通过一连接杆与所述助推架的底部两端固定相连，所述助推架的底部两角各设有一个所述导轮；所述电机通过所述联轴器与所述差速驱动桥相连。
4.根据权利要求3所述的助力手推车，其特征在于所述电机为直流无刷速电机。
5.根据权利要求2所述的助力手推车，其特征在于所述助力系统包括力采集装置、力信号放大模块和电机控制模块；所述力采集装置固定在所述助推架上，所述力采集装置与所述力信号放大模块电路相连，所述力信号放大模块与所述电机控制模块电路相连，所述电机控制模块与所述电机相连。
6.根据权利要求5所述的助力手推车，其特征在于所述力信号放大模块和电机控制模块设置于所述助推架的内部。
7.根据权利要求5所述的助力手推车，其特征在于所述力采集装置包括光杠、直线轴承、连接板、弹簧、阻尼器、力传感器、横向支撑板和支撑把手，所述横向支撑板固定在所述助推架的上部，所述横向支撑板的两端分别固定一个所述支撑把手，所述其中一个支撑把手上设有所述直线轴承，所述直线轴承和光杠组成一个直线运动副，所述光杠靠近所述横向支撑板的一端通过一卧式支撑座与所述连接板的一侧相连，所述连接板的另一侧与所述弹簧相连，所述弹簧与所述力传感器相连，所述连接板还固定有所述阻尼器，所述力传感器和所述阻尼器均通过一传感器固定架与所述横向支撑板相连。
8.根据权利要求2所述的助力手推车，其特征在于所述水平车架为边梁式焊接框架结构。
全文摘要
本发明提供一种助力手推车，其特征在于包括车体、驱动装置和能够进行推力采集放大跟随的助力系统；所述驱动装置设置在车体底部，所述助力系统设置在所述车体的一端。本发明的有益效果是该助力手推车在进行物料运输时，能将推力放大跟随控制，其力控制及力放大系统适用于路况复杂、空间狭小、载荷较大的工厂、工地环境，具有较好的承载、越障、爬坡能力，稳定性高，质量轻，且操作极为简便。
文档编号B62B3/00GK103010274SQ20121054766
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者杨冬, 刘今越, 康松, 刘宣东, 李浩源 申请人:天津筑高机器人技术有限公司