一种基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统

1.本发明涉及平衡车技术领域，特别涉及一种基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统。


背景技术：

2.目前市场上的平衡车大都只具有转弯、直行和后退这几种运动形式，运动形式单一、操控性能不佳，在面对起伏地形和狭小空间时弊端尤为明显，于是便有了四麦轮平衡车的研发，其使用的四个独立驱动的麦克纳姆轮使运动性能和操控性能更佳，能实现全向灵活控制。
3.但是由于麦克纳姆轮的结构复杂性和辊子所带来的轮子轴心上下起伏等特点，四麦轮全向移动平衡车需要配备性能良好的悬挂系统方能展现平衡车的优异性能；麦克纳姆轮平衡车的结构特点决定了其运动稳定性低于普通平衡车，因此亟待寻求新的辅助设计方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统，可适应麦克纳姆轮自身给平衡车带来的微小上下起伏和外界运动地形所带来大幅度上下起伏和前后摆动。
5.根据本发明实施例的基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统，包括车架及安装在所述车架底部的多个轮组；多个滑车悬挂组件，所述滑车悬挂组件安装在所述轮组和所述车架之间，所述滑车悬挂组件包括避震器和滑车结构，所述避震器上端与所述车架连接，下端与所述轮组连接，所述滑车结构包括与所述轮组连接的滑车箱体以及与所述车架连接的所述滑动杆，所述滑动杆可相对所述滑车箱体上下滑动，以使所述轮组可相对所述车架沿所述滑动杆方向上下运动；多个辅助撑起组件，所述辅助撑起组件安装在所述车架侧边，所述辅助撑起组件包括安装在所述车架上的第一驱动源以及由该第一驱动源驱动的转动臂，所述转动臂端部上安装有导轮，以使所述转动臂转动后通过所述导轮接触地面，从而实现扶正平衡车；以及至少一个滑块调平组件，所述滑块调平组件安装在所述车架上，所述滑块调平组件包括水平设置在所述车架上的滑轨、与所述滑轨配合的滑块以及驱动所述滑块沿所述滑轨移动的第二驱动源。
6.在可选或优选的实施例中，每个所述轮组对应设置两个所述滑车悬挂组件。
7.在可选或优选的实施例中，所述滑动杆为方管，所述滑车箱体安装有上下交错分布的多个限位结构，所述限位结构包括平行布置在所述滑动杆两侧的两根安装杆，所述安装杆套设有若干个轴承，所述轴承抵靠在所述滑动杆外周面，以对所述滑动杆进行限位，上下相邻两个所述限位结构中的所述安装杆垂直分布。
8.在可选或优选的实施例中，所述滑车箱体包括依次首尾连接的四个滑车侧板，所述安装杆的两端分别安装在相对的两个所述滑车侧板上。
9.在可选或优选的实施例中，所述辅助撑起组件设置四个，分别布置在所述车架的
四个角位。
10.在可选或优选的实施例中，所述辅助撑起组件还包括安装在所述车架上的铰支座，所述转动臂通过传动轴安装在所述铰支座上，所述传动轴由所述第一驱动源驱动。
11.在可选或优选的实施例中，所述辅助撑起组件还包括安装在所述车架上的舵机座，所述第一驱动源为舵机，所述第一驱动源安装在所述舵机座上。
12.在可选或优选的实施例中，所述滑块调平组件设置两个，并左右布置，所述滑轨沿所述车架的前后方向布置。
13.在可选或优选的实施例中，所述滑块调平组件还包括安装在所述车架上的导轨架，所述滑轨安装在所述导轨架上，所述第二驱动源为电机，所述第二驱动源通过传动结构驱动所述滑块移动，所述第二驱动源和所述传动结构安装在所述导轨架上。
14.在可选或优选的实施例中，所述传动结构包括由所述第二驱动源驱动的主动轮以及通过同步带与所述主动轮实现传动的从动轮，所述滑块通过托盘和压板与所述同步带固定，所述托盘和所述压板上下连接夹紧所述同步带，所述压板与所述滑块固定。
15.基于上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案，通过设置滑车悬挂组件，能够当平衡车行经起伏路段时，在上方载重和自身重力的作用下，轮组可实现在整车重心不发生高度变化的情况下上下垂直运动，使得轮组具有较强的柔性度，保证平衡车在不产生前后附加力的情况下在运动过程中始终有四个轮子同时抓地，使每个麦克纳姆轮受力均匀，增强了可调控性能；通过设置辅助撑起组件，当平衡车出现倾倒等不稳定状态时，可通过转动臂转动伸出进行修正，相应的导轮接触地面实现平衡车辅助扶正功能；通过设置滑块调平组件，平衡车在工作时，如果遇到障碍物或者起伏路段，那么车体将会出现不断摆动甚至失控的意外情况，通过对滑块的移动，在出现意外情况时迅速对摆动相反的方向做出相应，给予整车一个反向的动量，实现整车平衡状态的实时调整。本发明相比传统平衡车辅助系统，拥有更加简约的结构，使其控制系统更容易实现，模块化设计程度高，零件设计简约高效，冗余性低，拥有较高地互换性。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
17.图1是本发明实施例的透视图；
18.图2是本发明实施例的俯视图；
19.图3是本发明实施例的正视图；
20.图4是本发明实施例的侧视图；
21.图5是图1中a圈的局部放大图；
22.图6是本发明实施例中滑车悬挂组件的透视图，其中未出示滑动杆；
23.图7是本发明实施例中滑车结构的透视图，其中未出示滑动杆；
24.图8是图1中b圈的局部放大图；
25.图9是本发明实施例中辅助撑起组件的透视图；
26.图10是图1中c圈的局部放大图；
27.图11是本发明实施例中滑块调平组件的透视图。
具体实施方式
28.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
30.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
32.参照图1至图11，一种基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统，包括车架110及安装在车架110底部的多个轮组120，其中，车架110共安装四组轮组120，前后两侧均左右设置两个。基于四麦轮平衡车底盘的辅助系统还包括多个滑车悬挂组件200、多个辅助撑起组件300以及至少一个滑块调平组件400。
33.其中，本实施例中，每个轮组120对应设置两个滑车悬挂组件200，即共设置八个滑车悬挂组件200。
34.具体而言，参照图5至图7，滑车悬挂组件200安装在轮组120和车架110之间，滑车悬挂组件200包括避震器210和滑车结构，避震器210上端与车架110连接，下端与轮组120连接，滑车结构包括与轮组120连接的滑车箱体230以及与车架110连接的滑动杆220，滑动杆220可相对滑车箱体230上下滑动，以使轮组120可相对车架110沿滑动杆220方向上下运动。
35.本实施例中，滑动杆220为方管，滑车箱体230包括依次首尾连接的四个滑车侧板231。滑车箱体230安装有上下交错分布的多个限位结构，限位结构包括平行布置在滑动杆220两侧的两根安装杆232，安装杆232的两端分别安装在相对的两个滑车侧板231上。具体的，安装杆232为螺钉，并通过螺母进行固定。
36.进一步的，安装杆232套设有若干个轴承233，轴承233抵靠在滑动杆220外周面，以对滑动杆220进行限位，上下相邻两个限位结构中的安装杆232垂直分布。相应的，滑车侧板231预留有供轴承233滚动的预留孔。
37.可以理解的是，垂直运动的滑车悬挂组件200，每四组滑车悬挂组件200配合一侧的两个轮组120，能够实现两侧轮组自由上下移动。当平衡车行经起伏路段时，在上方载重和自身重力的作用下，由于滑动杆220可相对滑车箱体230上下滑动，即轮组120可相对车架110沿滑动杆220方向上下运动，轮组120可实现在整车重心不发生高度变化的情况下垂直运动，使得轮组具有较强的柔性度，保证平衡车在不产生前后附加力的情况下在运动过程中始终有四个轮子同时抓地，使每个麦克纳姆轮受力均匀，增强了可调控性能。在垂直运动阈值内，滑车悬挂组件的垂直运动使得轮组的灵活性和障碍通过能力大大增强。
38.其中，本实施例中，辅助撑起组件300设置四个，分别布置在车架110的四个角位。
39.参照图8和图9，辅助撑起组件300安装在车架110侧边，辅助撑起组件300包括安装在车架110上的第一驱动源312以及由该第一驱动源312驱动的转动臂322，转动臂322端部上安装有导轮323，以使转动臂322转动后通过导轮323接触地面，从而实现扶正平衡车。其中，设计时，转动臂322可采用两个长板夹持一个垫块的结构，导轮323两端与两个长板铰接。
40.另外，辅助撑起组件300还包括安装在车架110上的铰支座321，转动臂322通过传动轴324安装在铰支座321上，传动轴324由第一驱动源312驱动。辅助撑起组件300还包括安装在车架110上的舵机座311，第一驱动源312为舵机，第一驱动源312安装在舵机座311上，传动轴324一端与第一驱动源312连接，另一端通过轴承和卡簧安装在铰支座321上。
41.可以理解的是，当平衡车出现倾倒等不稳定状态时，可通过伸出辅助支撑装置300进行修正，相应的第一驱动源312驱动转动臂322转动伸出，使导轮323接触地面实现平衡车辅助扶正功能。除此之外，在稳定性程度要求较高或者载重量较大时，可以通过伸出导轮辅助支撑装置增强平衡车的稳定性和承重能力。
42.其中，本实施例中，滑块调平组件设置两个，并左右布置。
43.参照图10和图11，滑块调平组件400安装在车架110上，滑块调平组件400包括水平设置在车架110上的滑轨431、与滑轨431配合的滑块432以及驱动滑块432沿滑轨431移动的第二驱动源412，其中，滑轨431沿车架110的前后方向布置。
44.滑块调平组件400还包括安装在车架110上的导轨架411，滑轨431安装在导轨架411上，第二驱动源412为电机，第二驱动源412通过传动结构驱动滑块432移动，第二驱动源412和传动结构安装在导轨架411上。
45.具体的，传动结构包括由第二驱动源412驱动的主动轮421以及通过同步带422与主动轮421实现传动的从动轮423。其中，导轨架411的中间部分为铝管，用于安装滑轨431；铝管的两端安装辅助板，分别用于安装主动轮421和从动轮423，主动轮421和从动轮423可以通过光杆螺钉安装在辅助板上。
46.另外，滑块432通过托盘434和压板433与同步带422固定，托盘434和压板433上下连接夹紧同步带422，压板433与滑块432固定。
47.平衡车在工作时，如果遇到障碍物或者起伏路段，那么车架将会出现不断摆动甚至失控的意外情况，两个滑块调平组件400中，分别通过两个响应速度较快的电机，在出现意外情况时迅速对摆动相反的方向做出相应，即驱动滑块432沿滑轨431移动，给予整车一个反向的动量，实现整车平衡状态的实时调整。除此之外，滑块调平组件还能使得平衡车拥有一个快速的启动停止响应速度，此辅助机构大大增强了平衡车的灵活性。
48.在其它的一些实施例中，滑块432上的托盘434能够根据不同的实际情况调整重量，更好的提高响应速度。
49.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。