一种行走旅行箱的制作方法

1.本实用新型涉及电控设备领域，特别涉及一种行走旅行箱。


背景技术：

2.旅行箱作为生活中的常见物品，伴随着人们的出行经常被使用到。目前人们出行往往是需要拖拽旅行箱，通过人力借助旅行箱底部的滚轮移动旅行箱。尤其是女性出行时，往往携带物品较多，旅行箱较重，而其自身的力量却较小，这就致使其移动旅行箱并不轻松。
3.目前也有一些自身带有移动机构的旅行箱，但是其动力组件和箱体通常是一通化结构，馈电时需要将整个箱体搬至适当的位置才能进行充电，较为不便。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供一种行走旅行箱。
5.其技术方案为，包括作为收纳空间使用的箱体，箱体底部连接移动单元，所述移动单元包括一对驱动轮及一对转向轮，两个所述驱动轮分别同轴固定连接在驱动轮轴的两端，两个所述转向轮同轴转动连接在转向轮轴的两端；
6.所移动单元还包括驱动电机及转向电机，所述驱动电机的电机轴上设置主动轮，所述驱动轮轴上同轴固定设置从动轮，主动轮与从动轮啮合；所述转向轮轴的中部固定设置竖直的轴杆，所述轴杆的轴线与转向轮轴的轴线垂直，所述转向电机的电机轴与所述轴杆联动。
7.所述驱动电机及转向电机均与控制模块电连接，形成控制回路，所述移动单元还包括充电电池，所述控制模块通过无线传输模块与遥控器电连接。
8.优选为，所述控制模块型号为西门子s7
‑
200plc系列中的6es7 216
‑
2ad23
‑
0xb0，以其作为核心控制器，远程控制主要是由遥控开关操控。此款plc可以利用直流电24v做电源供电，由于旅行箱的主要功能是用来承载旅行物品，所以选用直流24v电源供电的plc。其次s7
‑
200plc拥有工业控制的稳定性，plc作为控制核心可以使旅行箱拥有一个稳定的控制平台，可以使旅行箱减少外界对它的影响，避免不必要的损失。而且plc拥有精确的控制性，对于旅行箱的运动精度做到最好。根据稳定性跟精确度我选择了plc，根据便携性本设计选择了此款型号的plc。plc具体指标如下所示。
9.优选为，无线遥控器选用拓安达品牌的tad
‑
t6a
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dc24v
‑
3000型号的无线遥控开关，供电电压为24v，工作频率为315mhz，接收器尺寸为100
×
65
×
30mm，在空旷地方无干扰测试800米，具有自锁型，互锁型，点动型三种控制模式进行组合，本设计主要是当做按钮使用所以选择的是点动型就可以满足本旅行箱的需求。本开关具有抗干扰能力强，信号传输距离长的优点，选用无线开关做遥控的根本原因是遥控方式稳定可靠，遥控距离长，能与plc通讯条件完美配合。
10.优选为，转向电机选用24v直流步进电机，型号为57bygh250b，选用步进电机的原
因是plc对步进电机驱动把控性好，可以精确控制步进角的大小从而控制旅行箱转动精度，使运动更加平稳。步进电机的驱动由步进电机驱动器控制，选用tb6600升级版驱动器，是一款比较专业的驱动器，可以实现步进电机的正反转，以及细分步进电机步距角。
11.优选为，所述驱动轮和转向轮均采用实心橡胶轮，所述驱动轮半径为55mm，所述转向轮的半径为45mm。假设旅行箱的质量分布均匀，重心全在四个轮上，正常行人步行速度为1m/s，旅行箱四个轮子全部都是采用橡胶轮，在理想情况下把轮子的滚动摩擦系数近似取为0.1。
12.单个轮子所受摩擦力为：
13.f＝μfn＝0.1
×
7.35n＝0.735n
14.总的摩擦力为：
15.f总＝4f＝4
×
0.735n＝2.94n
16.总的扭矩为：
17.m＝fl＝2.205n
×
5.5cm＝16.17n
·
cm
18.所以选择电机扭矩为16.17kg
·
cm以上的电机。
19.人一分钟步行距离为：
20.s＝vt＝1m/s
×
60s＝60m
21.后轮周长为：
22.c＝2πr＝2
×
3.14
×
0.055m＝0.3454m
23.由此得出后轮走一米约为3圈，得到电机一分钟大约运动170圈左右，考虑负载的原因所以选用180rpm转速的电机。
24.所以驱动电机选为24v直流电机，型号为5gn
‑
100k,额定功率为80w，额定转矩为35kg
·
cm，空载转速为每分钟180转，选用这款电机的目的是因为这款电机转速不高不用进行调速就可以适应平常人们步伐做到跟随的目的，而且 24v直流电机安全可靠，可以保证旅行箱正常的发挥。
25.优选为，充电电池选用24v直流电源6000mah，尺寸w
×
t
×
h为38
×
110
×
73mm，供应直流电,为各个负载以及plc供电。
26.优选为，所述移动单元包括壳体，所述驱动轮、转向轮、驱动电机及转向电机等均设置在壳体内；所述驱动轮及转向轮下部位于壳体底板下侧；
27.所述壳体的顶板上开设四个凹槽；壳体的侧壁上设置有充电口接口。
28.优选为，所述壳体为矩形体，所述壳体平行的两端上侧分别固定设置一个挡板，挡板与壳体上表面垂直。
29.优选为，每个所述挡板上均设置有门形架。当移动单元上摆放好箱体后，可以在两端的门形架上跨接绑带，用来辅助固定箱体。
30.优选为，所述驱动轮轴两端分别延伸至壳体两侧，所述驱动轮轴的端部设置插孔，与插孔对应设置辅助轮，辅助轮的轮轴通过插孔与所述驱动轮轴插接。
31.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本装置采用了箱体和移动单元分体式的结构形式，在使用时具有更好的灵活性。移动单元可以根据实际使用需求适配不同规格的箱体，在出行时具备更多的选择。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。
33.图2为本实用新型实施例的转向电机和控制模块接线原理图。
34.图3为本实用新型实施例的遥控开关与控制模块接线原理图。
35.图4为本实用新型实施例的移动单元结构示意图。
36.图5为本实用新型实施例的移动单元爆炸示意图。
37.其中，附图标记为：1、箱体；2、移动单元；21、驱动轮；22、转向轮； 23、驱动电机；24、转向电机；25、壳体；26、挡板；27、门形架；28、辅助轮。
具体实施方式
38.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
39.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。
42.实施例1
43.参见图1至图3，本实用新型提供一种行走旅行箱，包括作为收纳空间使用的箱体1，箱体1底部连接移动单元2，移动单元2包括一对驱动轮21及一对转向轮22，两个驱动轮21分别同轴固定连接在驱动轮轴的两端，两个转向轮22同轴转动连接在转向轮轴的两端；
44.所移动单元2还包括驱动电机23及转向电机24，驱动电机23的电机轴上设置主动轮，驱动轮轴上同轴固定设置从动轮，主动轮与从动轮啮合；转向轮轴的中部固定设置竖直的轴杆，轴杆的轴线与转向轮轴的轴线垂直，转向电机24的电机轴与轴杆联动。
45.驱动电机23及转向电机24均与控制模块电连接，形成控制回路，移动单元2还包括充电电池，控制模块通过无线传输模块与遥控器电连接。
46.控制模块型号为西门子s7
‑
200plc系列中的6es7 216
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2ad23
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0xb0，以其作为核心控制器，远程控制主要是由遥控开关操控。此款plc可以利用直流电 24v做电源供电，由于
旅行箱的主要功能是用来承载旅行物品，所以选用直流 24v电源供电的plc。其次s7
‑
200plc拥有工业控制的稳定性，plc作为控制核心可以使旅行箱拥有一个稳定的控制平台，可以使旅行箱减少外界对它的影响，避免不必要的损失。而且plc拥有精确的控制性，对于旅行箱的运动精度做到最好。根据稳定性跟精确度我选择了plc，根据便携性本设计选择了此款型号的plc。plc具体指标如下所示。
47.无线遥控器选用拓安达品牌的tad
‑
t6a
‑
dc24v
‑
3000型号的无线遥控开关，供电电压为24v，工作频率为315mhz，接收器尺寸为100
×
65
×
30mm，在空旷地方无干扰测试800米，具有自锁型，互锁型，点动型三种控制模式进行组合，本设计主要是当做按钮使用所以选择的是点动型就可以满足本旅行箱的需求。本开关具有抗干扰能力强，信号传输距离长的优点，选用无线开关做遥控的根本原因是遥控方式稳定可靠，遥控距离长，能与plc通讯条件完美配合。
48.转向电机24选用24v直流步进电机，型号为57bygh250b，选用步进电机的原因是plc对步进电机驱动把控性好，可以精确控制步进角的大小从而控制旅行箱转动精度，使运动更加平稳。步进电机的驱动由步进电机驱动器控制，选用tb6600升级版驱动器，是一款比较专业的驱动器，可以实现步进电机的正反转，以及细分步进电机步距角。
49.驱动轮21和转向轮22均采用实心橡胶轮，驱动轮21半径为55mm，转向轮22的半径为45mm。假设旅行箱的质量分布均匀，重心全在四个轮上，正常行人步行速度为1m/s，旅行箱四个轮子全部都是采用橡胶轮，在理想情况下把轮子的滚动摩擦系数近似取为0.1。
50.旅行箱箱轮与地面摩擦系数表
[0051][0052][0053]
由此得出单个轮子所受摩擦力为：
[0054]
f＝μfn＝0.1
×
7.35n＝0.735n
[0055]
总的摩擦力为：
[0056]
f总＝4f＝4
×
0.735n＝2.94n
[0057]
总的扭矩为：
[0058]
m＝fl＝2.205n
×
5.5cm＝16.17n
·
cm
[0059]
所以选择电机扭矩为16.17kg
·
cm以上的电机。
[0060]
人一分钟步行距离为：
[0061]
s＝vt＝1m/s
×
60s＝60m
[0062]
后轮周长为：
[0063]
c＝2πr＝2
×
3.14
×
0.055m＝0.3454m
[0064]
由此得出后轮走一米约为3圈，得到电机一分钟大约运动170圈左右，考虑负载的原因所以选用180rpm转速的电机。
[0065]
所以驱动电机23选为24v直流电机，型号为5gn
‑
100k,额定功率为80w，额定转矩为35kg
·
cm，空载转速为每分钟180转，选用这款电机的目的是因为这款电机转速不高不用进行调速就可以适应平常人们步伐做到跟随的目的，而且24v直流电机安全可靠，可以保证旅行箱正常的发挥。
[0066]
充电电池选用24v直流电源6000mah，尺寸w
×
t
×
h为38
×
110
×
73mm，供应直流电,为各个负载以及plc供电。
[0067]
实施例2
[0068]
参见图4与图5，在实施例1的基础上，移动单元2包括壳体25，驱动轮 21、转向轮22、驱动电机23及转向电机24等均设置在壳体25内；驱动轮21 及转向轮22下部位于壳体25底板下侧；
[0069]
壳体25的顶板251上开设四个凹槽252；壳体25的侧壁上设置有充电口接口。
[0070]
四个凹槽252对应一般旅行箱的行走轮，通过本结构，箱体1和移动单元2 可以拆分为两个相互独立的个体，因为移动单元2整体体积远小于箱体1，因此在充电时可以将其拿下摆放至和插座较为接近的位置。只需在使用时，将箱体1 放在移动单元2上即可，令箱体1自带的行走轮卡入凹槽252中。可以根据出行需求，选择不同大小的箱体1来适配本移动单元2。
[0071]
壳体25为矩形体，壳体25平行的两端上侧分别固定设置一个挡板26，挡板26与壳体25上表面垂直。挡板26起到在移动单元2行进时前后端的防护作用。
[0072]
每个挡板26上均设置有门形架27。当移动单元2上摆放好箱体1后，可以在两端的门形架27上跨接绑带，用来辅助固定箱体1。
[0073]
驱动轮轴两端分别延伸至壳体25两侧，驱动轮轴的端部设置插孔，与插孔对应设置辅助轮28，辅助轮28的轮轴通过插孔与驱动轮轴插接。通过插接设置的辅助轮28，可以在使用时选择是否将其插接在驱动轮轴上，从而进一步增加移动单元的承载力。也可以起到保护驱动轮21，延长其使用寿命的作用。
[0074]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。