一种8方位移动平台机构的制作方法

本发明属于移动平台装置技术领域，具体涉及一种8方位移动平台机构。

背景技术：

移动平台是一种可控的移动装置，能够根据平台的倾斜情况控制其移动方向。现有的二轮式移动平台应用于平衡车，已经越来越普及，但是这种二轮式移动平台不够稳定，存在倾翻的危险，尤其是对于一些初学者或者未成年人，风险较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种8方位移动平台机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种8方位移动平台机构，包括平台、齿轮盘、驱动电机、基架和8个行走机构；

所述平台通过弹性支撑件设置在基架顶部，平台的底部中心位置连接有一离合驱动球体；平台上设置有陀螺传感器，用于检测平台的倾斜情况；

所述8个行走机构成圆周等间距均布在基架上，每个行走机构包括行走轮、传动带、带轮、带轮离合驱动杆、弹簧、外套筒等部件，其中，所述行走轮转动安装在基架上，带轮转动安装在基架上，带轮位于行走轮的正上方，带轮和行走轮的转轴之前通过传动带连接，所述带轮离合驱动杆水平安装在基架上，带轮离合驱动杆的外端和带轮的内侧设置有能够相互咬合的传动齿，离合驱动球体上设置有与带轮离合驱动杆内端对应的突出部，突出部的数量为8个，8个突出部成圆周等间距分布，与8个带轮离合驱动杆的内端一一对应；所述外套筒与基架转动安装，带轮离合驱动杆安装在外套筒内，在外套筒内壁沿其长度方向设置有凹槽，在带轮离合驱动杆上设置有与该凹槽滑动配合的凸台，以使带轮离合驱动杆能够沿外套筒轴向滑动，并且外套筒能够同步带动带轮离合驱动杆转动；所述弹簧套装在外套筒外端的带轮离合驱动杆杆段上，通过弹簧为带轮离合驱动杆提供向内的恢复力，使带轮离合驱动杆的内端与离合驱动球体接触，所述齿轮盘与电机输出轴连接；

还包括驱动外套筒转动的齿轮驱动结构，所述驱动外套筒转动的齿轮驱动结构分为两种，一种是：在外套筒上固定安装锥齿轮，该锥齿轮与齿轮盘啮合，实现齿轮盘驱动外套筒转动；另一种是：包括固定在外套筒上的锥齿轮、以及转动安装在基架上的双面锥齿轮和中间锥齿轮，所述双面锥齿轮内锥面与齿轮盘啮合，双面锥齿轮的外锥面与中间锥齿轮啮合，中间锥齿轮与固装在外套筒上的锥齿轮啮合，通过中间锥齿轮进行换向，使固定在外套筒上的锥齿轮的转向和双面锥齿轮的转向相反；所述两种齿轮驱动结构对称布置，以保证相对的两个行走机构的行走方向一致；

所述的行走轮的结构是：包括中心轴、驱动轮、外套、连接弹簧、支撑杆、轮瓣，所述驱动轮固定安装在中心轴上，外套上均布设置有8个径向通孔，所述支撑杆的数量也为8个，分别安装在外套上的8个径向通孔中，支撑杆能够沿外套的径向通孔滑动，在外套内设置有径向凹槽滑道，支撑杆上设置有与凹槽滑道配合的长条凸台，通过凹槽滑道和长条凸台配合，以限制支撑杆与外套之间的相对转动；每个支撑杆的外端固定连接一轮瓣，相邻的两个支撑杆之间通过连接弹簧连接，通过连接弹簧为支撑杆提供向内的恢复力，使支撑杆内端与驱动轮接触；所述驱动轮外轮廓均匀分布有个波峰，行走轮未运动时，支撑杆的内端位于波峰之间的凹腔中，当行走轮的中心轴受驱动时，支撑杆的内端受驱动轮的波峰的向外驱动力，使支撑杆沿径向通孔向外伸出一下段距离，从而扩大行走轮的轮径，这样就实现了只有受驱动的行走轮轮径扩大。

在上述技术方案中，在带轮离合驱动杆上设置转动件，弹簧的一端与基架接触，弹簧的另一端与该转动件接触，通过该转动件保证弹簧和带轮离合驱动杆之间能够相对转动，避免弹簧与基架和带轮离合驱动杆摩擦。

在上述技术方案中，齿轮盘转动安装在基架上，齿轮盘的转轴与电机的输出轴通过一对锥齿轮连接，实现电机驱动齿轮盘转动。

在上述技术方案中，在驱动轮的波峰的顶部中心位置设置有凸起，用于对支撑杆进行限位，防止支撑杆滑过波峰。

在上述技术方案中，所述轮瓣上设置有子轮，子轮的轮面比轮瓣的轮面凸出1mm。

本发明的优点和有益效果为：

本发明的8方位移动平台机构具有8个轮子，能够实现8个方向的移动，相比传统的两轮式移动平台更加稳定，而且其机械程度高，只采用一个电机，控制更加简单。

附图说明

图1是8方位移动平台机构的结构示意图。

图2是8方位移动平台机构的仰视示意图。

图3是实施例一中的行走轮的结构示意图。

图4是实施例一中的行走轮的局部结构示意图。

图5是实施例一中的行走轮的局部结构示意图。

图6是实施例二中的行走轮的结构示意图。

图7是实施例二中的行走轮的局部结构示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

参见附图，一种8方位移动平台机构，其包括平台61、齿轮盘62、驱动电机63、基架64和8个行走机构65。

所述平台61通过弹性支撑件611设置在基架64顶部，平台的底部中心位置连接有一离合驱动球体66；平台上设置有陀螺传感器，用于检测平台的倾斜情况。

所述8个行走机构65成圆周等间距均布在基架上，每个行走机构包括行走轮651、传动带652、带轮653、带轮离合驱动杆654、弹簧655、外套筒656等部件，其中，所述行走轮651转动安装在基架上，带轮653转动安装在基架上，带轮位于行走轮的正上方，带轮和行走轮的转轴之前通过传动带652连接，所述带轮离合驱动杆654水平安装在基架上，带轮离合驱动杆654的外端和带轮653的内侧设置有能够相互咬合的传动齿，离合驱动球体66上设置有与带轮离合驱动杆内端对应的突出部661，突出部661的数量为8个，8个突出部成圆周等间距分布，与8个带轮离合驱动杆的内端一一对应；所述外套筒656与基架转动安装，带轮离合驱动杆安装在外套筒内，在外套筒内壁沿其长度方向(轴向)设置有凹槽，在带轮离合驱动杆上设置有与该凹槽滑动配合的凸台，以使带轮离合驱动杆能够沿外套筒轴向滑动，并且外套筒能够同步带动带轮离合驱动杆转动；所述弹簧655套装在外套筒外端的带轮离合驱动杆杆段上，通过弹簧为带轮离合驱动杆提供向内的恢复力，使带轮离合驱动杆的内端与离合驱动球体接触，进一步的说，在带轮离合驱动杆上设置转动件6551，弹簧的一端与基架接触，弹簧的另一端与该转动件接触，通过该转动件保证弹簧和带轮离合驱动杆之间能够相对转动，避免弹簧与基架和带轮离合驱动杆摩擦。

所述齿轮盘62与电机63输出轴连接(齿轮盘转动安装在基架上，齿轮盘的转轴与电机的输出轴通过一对锥齿轮连接，实现电机驱动齿轮盘转动)。

进一步的，所述8方位移动平台机构还包括驱动外套筒转动的齿轮驱动结构，所述驱动外套筒转动的齿轮驱动结构分为两种，一种是：在外套筒上固定安装锥齿轮671，该锥齿轮与齿轮盘62啮合，实现齿轮盘驱动外套筒转动；另一种是：包括固定在外套筒上的锥齿轮681、以及转动安装在基架上的双面锥齿轮682和中间锥齿轮683，所述双面锥齿轮682内锥面与齿轮盘62啮合，双面锥齿轮682的外锥面与中间锥齿轮683啮合，中间锥齿轮683与固装在外套筒上的锥齿轮681啮合，通过中间锥齿轮进行换向，使固定在外套筒上的锥齿轮的转向和双面锥齿轮的转向相反；所述两种齿轮驱动结构对称布置，即两种齿轮驱动结构分别设置在相对的两个外套筒上，这样可以保证相对的两个行走机构的行走方向一致。

所述8方位移动平台机构的动作原理如下：

人站在平台上，平台受力倾斜时，平台倾斜会带动离合驱动球体动作，当平台倾斜到一定程度后，离合驱动球体的突出部由于位置发生变化，会导致带轮离合驱动杆在弹簧的作用下向内移动，使带轮离合驱动杆外端与带轮分离；但是与平台倾斜方向相垂直的两个带轮离合驱动杆位置基本不动，所以当电机启动时，只有这两个带轮离合驱动杆能够驱动带轮转动，进而能够使整个平台向倾斜方向移动。例如：当平台受力向左倾斜时，平台带动离合驱动球体运动，倾斜到一定程度后(此倾斜角度预设为电机的启动阈值)，除了前、后两个相对的带轮离合驱动杆外的其余带轮离合驱动杆均向内动作与带轮分离，此时，控制器启动电机，使前、后两个相对的带轮离合驱动杆驱动带轮，使平台向左移动(需要说明的是，还要结合电机的正反转实现平台向左或者向右移动，例如，电机正转时平台向左移动，那么电机反转时平台则向右移动，也就是说控制器根据陀螺传感器的检测倾斜方向，控制电机的正/反转向，最终使平台向倾斜方向移动)。

进一步的说，8方位移动平台机构的控制系统可以设置在平台61内。

参见附图3-5，所述的行走轮的结构是：包括中心轴a、驱动轮b、外套c、连接弹簧d、支撑杆e、轮瓣f，所述驱动轮b固定安装在中心轴a上，外套c上均布设置有8个径向通孔，所述支撑杆e的数量也为8个，分别安装在外套上的8个径向通孔中，支撑杆能够沿外套的径向通孔滑动，进一步的说，在外套内设置有径向凹槽滑道c1，支撑杆上设置有与凹槽滑道配合的长条凸台e1，通过凹槽滑道和长条凸台配合，以限制支撑杆与外套之间的相对转动；每个支撑杆e的外端固定连接一轮瓣f，相邻的两个支撑杆之间通过连接弹簧d连接，通过连接弹簧为支撑杆提供向内的恢复力，使支撑杆内端与驱动轮b接触；所述驱动轮b近似花朵型，驱动轮外轮廓均匀分布有8个波峰，行走轮未运动时，支撑杆的内端位于波峰之间的凹腔中，当行走轮的中心轴受驱动时，支撑杆的内端受驱动轮的波峰的向外驱动力，使支撑杆沿径向通孔向外伸出一下段距离，从而扩大行走轮的轮径，这样就实现了只有受驱动的行走轮轮径扩大，将整个平台机构稍微提升，从而减少其余的行走轮与行走面摩擦。

进一步的，在波峰的顶部中心位置设置有凸起a1，用于对支撑杆进行限位，防止支撑杆滑过波峰。

实施例二

参见附图6-7，进一步的说，行走轮的轮瓣f上还设置有子轮f1，子轮f1的轮面比轮瓣f的轮面凸出1mm；利用轮瓣上的子轮f1可以使行走轮具有一定的轴向滚动能力，这样的好处是：当平台机构运动时，即便不受驱动的行走轮与行走面接触，那么其轮瓣上的子轮也能减小与行走面之间的摩擦力。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。