并聯增穩全向移動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動平臺的技術領域，更具體地，涉及并聯增穩全向移動平臺。
【背景技術】
[0002]現有技術中，分別提供了移動平臺或增穩平臺:(1)通過四輪結構進行移動的平臺，該平臺利用前輪角度的改變實現軌跡的改變(2)串聯式增穩結構，如CN 102996984，提出通過三軸串聯的結構實現增穩。
[0003]并聯增穩全向移動平臺考慮在復雜環境中提供靈活的移動，通過齒輪同步結構提升底盤高度提升地面適應能力，以應對多種需要，如攝影角度的需求，(1)中提到的平臺不能靈活地移動，如無法原地旋轉或同時實現豎直和水平方向的移動，且無法提供穩定的上層平臺，即使安裝避震裝置，也會使得被移動物體存在一定的抖動，無法有效穩定，對于某些對角度敏感的物體影響較大(如攝像機，裝有水的容器)。另外，并聯增穩全向移動平臺考慮能夠提供較大的載重功能，如大型攝像機。(2)中使用串聯結構，極大地限制了被移動物體的重量及形狀。
[0004]因此，現有技術中具體缺陷，(1)目前的移動平臺靈活性不夠高。(2)移動平臺缺乏大負載能力的增穩和角度控制裝置。(3)全向移動平臺地面適應能力較差，不能上下坡或經過不平坦地面。
【發明內容】
[0005]本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供并聯增穩全向移動平臺，解決裝置或物體在移動過程中的引起的抖動、角度變化、角度受限和移動受限的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:并聯增穩全向移動平臺，其中，包括并聯角度控制結構和三輪移動底盤，所述的并聯角度控制結構包括上方類三角形金屬板、下方類三角形金屬板、設于上方類三角形金屬板與下方類三角形金屬板之間且連接上述兩者的可控伸縮結構；
所述的三輪移動底盤包括動力裝置、與動力裝置連接的三個全向輪，動力裝置和全向輪設于下方類三角形金屬板的底部。
[0007]本發明中，所述的可控伸縮結構的數量為6個，每個可控伸縮結構分別與上方類三角形金屬板、下方類三角形金屬板的連接處設有球鉸。所述的動力裝置包括3個設于下方類三角形金屬板底部的電機，每個電機通過齒輪同步帶分別連接每個全向輪。
[0008]本發明中，并聯角度控制結構由上下兩個類三角形金屬板和六個可控伸縮結構組成，伸縮結構可以用液壓電機或者旋桿電機，為了減輕重量，金屬板可采用鋁金屬板。三輪移動底盤由下方類三角形金屬板與電機和全向輪組成。除了角度傳感器，其他電路均固定在下方金屬板。
[0009]六個伸縮結構分別與上下金屬板相連接，連接方式為球鉸方式，球鉸可提供自由靈活的運動范圍。通過伸縮結構的配合運動，可實現上方金屬板不同全范圍的不同傾斜角度。由于上下金屬板有并聯的六軸相連接，可以提供比串聯結構更大的負載能力。
[0010]上方類三角形金屬板底面裝有慣性測量單元模塊，用于計算上方平面的傾斜角度，微處理器根據傳感器的測量信息計算得出上方金屬板平面傾斜的角度，進而根據控制目標基于閉環控制率控制伸縮結構的運動以實現上平面的角度控制。
[0011]上方類三角形金屬板具有通用的鉆孔，以供被移動物體進行固定，如大型攝像機，托盤等物體。
[0012]具體的，所述的球鉸均設于上方類三角形金屬板和下方類三角形金屬板的每個角落處。所述的3個電機的軸向線交于下方類三角形金屬板的中心，相鄰電機的軸線夾角為120度。并聯增穩全向移動平臺還包括設于下方類三角形金屬板底部的避震固定模塊，電機設于避震固定模塊上。
[0013]電機與全向輪之間采用齒輪同步結構連接，根據不同需求提高底盤高度，適應不同的地面情況，齒輪同步結構還能夠減輕全向輪堵轉時所帶來的電機損傷。
[0014]三個電機位于下方類三角形金屬板兩個伸縮結構連接處的下方，為并聯結構的運動提供更加穩定有力的支撐。
[0015]電機與金屬板的固定，采用避震固定模塊，避震固定模塊可為懸掛結構，也可以通過添加橡膠層的方式，以消除高頻微小抖動。由于上方金屬板安裝了慣性測量單元模塊，形成一個閉環控制，所以由于懸掛結構或橡膠層導致下方金屬板出現一定傾角(與地面不水平的情況)并不影響上方金屬板平面的角度。全向輪與電機外側連接，全向輪的轉動軸通過聯軸器與電機連接。
[0016]所述的電機還連接有編碼器。為了有效控制移動平臺的速度及軌跡，移動平臺還具有測速模塊，測速模塊中的編碼器與電機的內側相連接，編碼器的轉動軸通過聯軸器與電機連接。本移動平臺選用的電機可為有刷電機或無刷電機。為使移動平臺更加輕便，各部分金屬盡量使用鋁。
[0017]與現有技術相比，有益效果是:本發明提出采用全向輪構建全向移動平臺，利用齒輪同步結構提高底盤以適應更加復雜的路況，提供以并聯結構構建角度控制及增穩平臺，該平臺通過特殊的三輪結構可實現全方位靈活的移動，可實現被移動物體的姿態調整及增加其在移動過程中的安全性和穩定性，并可利用車載避障傳感器實現障礙規避。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明整體立體結構示意圖。
[0019]圖2是本發明仰視結構示意圖。
[0020]圖3是本發明側視結構示意圖。
[0021]圖4是本發明俯視結構示意圖。
[0022]圖5是本發明控制電路示意圖。
[0023]圖6是本發明控制框圖。
【具體實施方式】
[0024]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
[0025]如圖1 一 4所示，并聯增穩全向移動平臺，其中，包括并聯角度控制結構和三輪移動底盤，并聯角度控制結構包括上方類三角形金屬板1、下方類三角形金屬板2、設于上方類三角形金屬板1與下方類三角形金屬板2之間且連接上述兩者的可控伸縮結構3 ;
三輪移動底盤包括動力裝置、與動力裝置連接的三個全向輪7，動力裝置和全向輪7設于下方類三角形金屬板2的底部。
[0026]本實施例中，可控伸縮結構3的數量為6個，每個可控伸縮結構3分別與上方類三角形金屬板1、下方類三角形金屬板2的連接處設有球鉸4。動力裝置包括3個設于下方類三角形金屬板2底部的電機5，每個電機5通過齒輪同步帶6分別連接每個全向輪7。
[0027]本專利通過全向輪組成的全向移動平臺，提供靈活的全方位移動功能，全向輪通過齒輪同步與電機連接，把整體底盤提高，能夠適應不平坦的路面地況，如能上下一定坡度的坡面；通過可控伸縮桿組成的并聯結構，提供穩定的角度控制，并提供較大的負載能力；通過車載激光雷達或超聲波傳感器，實現移動平臺在運動過程中的自主避障。該專利可解決但不限于以下問題:
1.在目前的視頻拍攝階段，主要采取既定的導軌及導軌車進行視頻拍攝，需要進行軌道的鋪設和攝影路徑的提前規劃。利用本專利提出的并聯全向移動平臺，通過把較重的攝像機架設在平臺上，可以提供角度穩定功能，為攝像機提供準確的角度控制，并且能夠全方位移動，包括旋轉和平移，以更好的進行視頻的拍攝。
[0028]2.在餐廳中可替代服務員進行送餐，能夠實現穩定的角度控制，避免地面不平坦時食物或水的跌落，能夠提供靈活的移動方式以應對復雜的餐館環境。
[0029]本發明中，并聯角度控制結構由上下兩個類三角形金屬板和六個可控伸縮結構3組成，伸縮結構可以用液壓電機或者旋桿電機，為了減輕重量，金屬板可采用鋁金屬板。三輪移動底盤由下方類三角形金屬