轮式运动底盘系统及运动装置的制作方法

本发明涉及运动底盘技术领域，更具体的说，涉及一种轮式运动底盘系统及运动装置。

背景技术：

随着科学技术的快速发展，各种功能结构的运动底盘应运而生，进入到人们的生活中，给人们带来了便利。但其安全性、稳定性要求越来越高，灵活性需求也越来越强。

现有的轮式运动底盘大多为三轮结构、四轮结构和六轮结构。其中三轮结构车轮阻力小，输出功率高、造价低廉。但三轮结构的缺点是稳度小，而且转弯回转半径大；四轮结构和六轮与三轮结构相比增加了车轮的阻力，使其有较大的负载能力和较好的平稳性。但主动轮容易被架空而失去驱动力，通过性较差。

技术实现要素：

鉴于以上，有必要提供一种能调整轮子高度使整个机身的重心更稳的轮式运动底盘系统及设有所述运动底盘系统的运动装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种轮式运动底盘系统，包括：

底盘；

两个普通万向轮，所述两个普通万向轮螺装于所述底盘前部；

两个主动轮，所述两个主动轮螺装于所述底盘的两侧用于承重；

驱动装置，用于驱动所述两个主动轮；

控制装置，所述控制装置用于控制所述主动轮组件运动，所述控制装置与所述主动轮组件连接；

能量装置，用于提供底盘系统的运行能量；

还包括一设置于底盘后部的弹簧减震万向轮，所述弹簧减震万向轮通过一弹簧设置到所述底板上，所述弹簧可根据底盘系统的压力调节所述弹簧减震万向轮距离地面的间隙；所述两个普通万向轮与所述两个主动轮在所述底盘上呈梯形布局，所述两个普通万向轮的中心连线短于所述两个主动轮的中心连线。

优选的，所述两个普通万向轮分别通过普通万向轮安装板安装到所述底盘上。

优选的，所述底盘上设置有凹槽，所述两个普通万向轮安装板设置在所述凹槽上并向上凸起，所述两个普通万向轮穿过所述凹槽螺装到所述两个普通万向轮安装板上。

优选的，所述驱动装置包括无刷电机，所述无刷电机包括电动机主体及驱动器，所述无刷电机与所述两个主动轮传动连接。

优选的，所述驱动装置包括无刷电机和驱动器，所述控制装置包括单片机、信息处理模块以及控制模块，所述信息处理模块与所述单片机连接，所述控制模块与所述信息处理模块连接，所述控制模块与所述无刷电机连接。

优选的，所述底盘上设置有凹槽，所述凹槽上设置有向上凸起的减震万向轮安装板，所述弹簧减震万向轮穿过所述凹槽螺装到所述减震万向轮安装板上。

优选的，所述无刷电机内装有位置传感器。

一种运动装置，包括：如上任一所述的运动底盘系统以及安装在所述运动底盘系统上的安装物。

相较现有技术，本发明的有益效果是：本发明所述的五轮结构运动底盘，结构简单，布局灵活；通过第五个弹簧减震万向轮辅助接地的方式，大大的提高系统的稳定性，承载能力，以及运转的灵活性；并且通过增加安装弹簧减震万向轮的可调距离差，避免了主动轮被架空而使运动停止的现象；这种支撑结构使得底盘系统具有足够的稳定性和较大的承重能力；同时，后面的减震万向轮可根据底盘系统的压力调节所述弹簧减震万向轮3距离地面的间隙，进一步保证了底盘系统的通过性，同时避免硬接地导致底盘系统发生较大的偏移，而使得底盘系统更加稳定。此外，五轮布局形成双支撑面设计，使得底盘系统通过不平整路段时，不至于造成主动轮被架空而失去动力。而主动轮作为主要承重轮，可以加强主动轮与地面的摩擦力，保障了驱动模块的动力输出。作为本发明的一种实施例，采用的无刷电机控制运动，使运动底盘的运动精度大大增强。

附图说明

图1五轮结构运动底盘系统的轮子布置图。

图2五轮结构运动底盘系统的轮子安装位置说明图。

图3五轮结构运动底盘系统图。

图4是轮式运动底盘控制结构图。

1-主动轮

2-普通万向轮

3-弹簧减震万向轮

4-底盘

5-控制模块

6-信息处理模块

7-电源

8-轴承、轴

9-无刷电机

10-弹簧减震万向轮安装板

11-普通万向轮安装板。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3、4对本发明作进一步的详细说明。

如图1-4所示，本发明所述的轮式运动底盘系统包括：底盘4、两个普通万向轮2、两个主动轮1、一个弹簧减震万向轮3、驱动装置、控制装置以及能量装置；其中两个普通万向轮2螺装于所述底盘前部，通过一普通万向轮安装板11安装到底盘上；两个主动轮1螺装于底盘两侧，本实施例中，两个主动轮1设置在底盘两侧中后部位置；弹簧减震万向轮3螺装于底盘后面的减震万向轮安装板10上，弹簧减震万向轮3的减震机构为弹簧，弹簧可根据底盘系统的压力调节所述弹簧减震万向轮3距离地面的间隙。其中普通万向轮安装板11和弹簧减震万向轮安装板10螺装于底盘4上，这样布置使运动底盘的重心前移，对于重心靠前的运动主体来说，可大大提高其稳定性，同样针对重心位置没有特殊要求的运动主体来说，由于底盘4重心位置可通过后面的弹簧减震万向轮3来进行调节，因此运动主体的稳定性同样适用；所述两个普通万向轮2和两个主动轮1与地面齐平，后面的弹簧减震万向轮11离地面有一定可调距离差，这样安装可避免中间的主动轮2被前后的万向轮架空，提高了底盘4运动的可靠性。

本实施例中，底盘系统为五轮支撑结构，这种支撑结构使得底盘系统具有足够的稳定性和较大的承重能力；同时，后面的减震万向轮可根据底盘系统的压力调节所述弹簧减震万向轮3距离地面的间隙，进一步保证了底盘系统的通过性，同时避免硬接地导致底盘系统发生较大的偏移，而使得底盘系统更加稳定。此外，五轮布局形成双支撑面设计，使得底盘系统通过不平整路段时，不至于造成主动轮被架空而失去动力。而主动轮作为主要承重轮，可以加强主动轮与地面的摩擦力，保障了驱动模块的动力输出。

本实施例中，所述两个普通万向轮2与所述两个主动轮1在所述底盘上呈梯形布局，所述两个普通万向轮2的中心连线短于所述两个主动轮1的中心连线，这样，前面两个普通万向轮分离在底盘的左右位置，为底盘正前方留出了足够的空间安装传感器等其他的辅助设备的空间。

本实施例中，底盘4前部设置有凹槽，所述两个普通万向轮安装板11设置在所述凹槽上并向上凸起，所述两个普通万向轮2穿过所述凹槽螺装到所述两个普通万向轮安装板11上。底盘4后部也设置有凹槽，减震万向轮安装板10也设置在凹槽上并向上凸起，减震万向轮3穿过所述凹槽螺装到所述减震万向轮安装板10上

如图4所示，本实施例中，能量装置是所述运动底盘4上安装的电源7，控制装置包括单片机、信息处理模块以及控制模块，所述信息处理模块与所述单片机连接，所述控制模块与所述信息处理模块连接，所述控制模块与所述无刷电机连接。通过充放电功能实现底盘4系统的正常运动；打开所述电源7给运动底盘系统需电装置供电，通过单片机程序命令将控制信号发送给信息处理模块6，信息处理模块6将信号数据进行分析处理后，下传给控制模块5，从而控制无刷电机9的运转。无刷电机9的运动通过轴承、轴8传递给与轴相连的主动轮1上，所述两个主动,1的运动采用差动式控制：速度相同，方向相同，运动底盘直线移动；速度相同，方向相反，运动底盘原地360°旋转；速度不同，方向相同或相反时，运动底盘按一定半径转弯，其中两个普通万向轮2和弹簧减震万向轮3的主要功能为转向和辅助运动。

进一步的，所述弹簧减震万向轮3采用优质铁芯包聚氨酯轮，具有良好的韧弹性和耐磨性，安装在底盘4上使用，启动力较小，这样可减少主动轮1的启动力，且弹簧减震万向轮3由于具有耐冲击抗震弹簧，极大地提高了其受力性能，因此在运动底盘越过障碍物时，稳定性进一步增强，并且弹簧减震万向轮3采用大轨道直径珠盘，上下珠盘经过热处理，大大提高了珠盘的硬度和韧性，使珠盘转动更加灵活轻松，从而提高了底盘4的运转灵活性。

进一步的，所述电机为无刷电机9，无刷电机9由电动机主体和驱动器组成，在电动机内装有位置传感器，驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等，无刷电机9由程序控制运动，其运动控制精度高，并且无刷电机结构简单，占用体积小，噪声也小，但因为其需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制，所以价格要比有刷电机高出很多。

进一步的，所述五轮结构运动系统由于前后都设置了万向轮，因此可实现底盘360°转向功能，减小了运动底盘的转动半径，进一步提高了底盘的灵活性。

更进一步的五轮结构比三轮和四轮结构具有更大的承载能力。

本发明所述的五轮结构运动底盘，结构简单，布局灵活；通过第五个弹簧减震万向轮辅助接地的方式，大大的提高系统的稳定性，承载能力，以及运转的灵活性；并且通过增加安装弹簧减震万向轮的可调距离差，避免了主动轮被架空而使运动停止的现象；采用的无刷电机控制运动，使运动底盘的运动精度大大增强。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本发明的保护范围。