并联增稳全向移动平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动平台的技术领域，更具体地，涉及并联增稳全向移动平台。
【背景技术】
[0002]现有技术中，分别提供了移动平台或增稳平台:(1)通过四轮结构进行移动的平台，该平台利用前轮角度的改变实现轨迹的改变(2)串联式增稳结构，如CN 102996984，提出通过三轴串联的结构实现增稳。
[0003]并联增稳全向移动平台考虑在复杂环境中提供灵活的移动，通过齿轮同步结构提升底盘高度提升地面适应能力，以应对多种需要，如摄影角度的需求，(1)中提到的平台不能灵活地移动，如无法原地旋转或同时实现竖直和水平方向的移动，且无法提供稳定的上层平台，即使安装避震装置，也会使得被移动物体存在一定的抖动，无法有效稳定，对于某些对角度敏感的物体影响较大(如摄像机，装有水的容器)。另外，并联增稳全向移动平台考虑能够提供较大的载重功能，如大型摄像机。(2)中使用串联结构，极大地限制了被移动物体的重量及形状。
[0004]因此，现有技术中具体缺陷，(1)目前的移动平台灵活性不够高。(2)移动平台缺乏大负载能力的增稳和角度控制装置。(3)全向移动平台地面适应能力较差，不能上下坡或经过不平坦地面。
【发明内容】
[0005]本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供并联增稳全向移动平台，解决装置或物体在移动过程中的引起的抖动、角度变化、角度受限和移动受限的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:并联增稳全向移动平台，其中，包括并联角度控制结构和三轮移动底盘，所述的并联角度控制结构包括上方类三角形金属板、下方类三角形金属板、设于上方类三角形金属板与下方类三角形金属板之间且连接上述两者的可控伸缩结构；
所述的三轮移动底盘包括动力装置、与动力装置连接的三个全向轮，动力装置和全向轮设于下方类三角形金属板的底部。
[0007]本发明中，所述的可控伸缩结构的数量为6个，每个可控伸缩结构分别与上方类三角形金属板、下方类三角形金属板的连接处设有球铰。所述的动力装置包括3个设于下方类三角形金属板底部的电机，每个电机通过齿轮同步带分别连接每个全向轮。
[0008]本发明中，并联角度控制结构由上下两个类三角形金属板和六个可控伸缩结构组成，伸缩结构可以用液压电机或者旋杆电机，为了减轻重量，金属板可采用铝金属板。三轮移动底盘由下方类三角形金属板与电机和全向轮组成。除了角度传感器，其他电路均固定在下方金属板。
[0009]六个伸缩结构分别与上下金属板相连接，连接方式为球铰方式，球铰可提供自由灵活的运动范围。通过伸缩结构的配合运动，可实现上方金属板不同全范围的不同倾斜角度。由于上下金属板有并联的六轴相连接，可以提供比串联结构更大的负载能力。
[0010]上方类三角形金属板底面装有惯性测量单元模块，用于计算上方平面的倾斜角度，微处理器根据传感器的测量信息计算得出上方金属板平面倾斜的角度，进而根据控制目标基于闭环控制率控制伸缩结构的运动以实现上平面的角度控制。
[0011]上方类三角形金属板具有通用的钻孔，以供被移动物体进行固定，如大型摄像机，托盘等物体。
[0012]具体的，所述的球铰均设于上方类三角形金属板和下方类三角形金属板的每个角落处。所述的3个电机的轴向线交于下方类三角形金属板的中心，相邻电机的轴线夹角为120度。并联增稳全向移动平台还包括设于下方类三角形金属板底部的避震固定模块，电机设于避震固定模块上。
[0013]电机与全向轮之间采用齿轮同步结构连接，根据不同需求提高底盘高度，适应不同的地面情况，齿轮同步结构还能够减轻全向轮堵转时所带来的电机损伤。
[0014]三个电机位于下方类三角形金属板两个伸缩结构连接处的下方，为并联结构的运动提供更加稳定有力的支撑。
[0015]电机与金属板的固定，采用避震固定模块，避震固定模块可为悬挂结构，也可以通过添加橡胶层的方式，以消除高频微小抖动。由于上方金属板安装了惯性测量单元模块，形成一个闭环控制，所以由于悬挂结构或橡胶层导致下方金属板出现一定倾角(与地面不水平的情况)并不影响上方金属板平面的角度。全向轮与电机外侧连接，全向轮的转动轴通过联轴器与电机连接。
[0016]所述的电机还连接有编码器。为了有效控制移动平台的速度及轨迹，移动平台还具有测速模块，测速模块中的编码器与电机的内侧相连接，编码器的转动轴通过联轴器与电机连接。本移动平台选用的电机可为有刷电机或无刷电机。为使移动平台更加轻便，各部分金属尽量使用铝。
[0017]与现有技术相比，有益效果是:本发明提出采用全向轮构建全向移动平台，利用齿轮同步结构提高底盘以适应更加复杂的路况，提供以并联结构构建角度控制及增稳平台，该平台通过特殊的三轮结构可实现全方位灵活的移动，可实现被移动物体的姿态调整及增加其在移动过程中的安全性和稳定性，并可利用车载避障传感器实现障碍规避。
【附图说明】
[0018]图1是本发明整体立体结构示意图。
[0019]图2是本发明仰视结构示意图。
[0020]图3是本发明侧视结构示意图。
[0021]图4是本发明俯视结构示意图。
[0022]图5是本发明控制电路示意图。
[0023]图6是本发明控制框图。
【具体实施方式】
[0024]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0025]如图1 一 4所示，并联增稳全向移动平台，其中，包括并联角度控制结构和三轮移动底盘，并联角度控制结构包括上方类三角形金属板1、下方类三角形金属板2、设于上方类三角形金属板1与下方类三角形金属板2之间且连接上述两者的可控伸缩结构3 ;
三轮移动底盘包括动力装置、与动力装置连接的三个全向轮7，动力装置和全向轮7设于下方类三角形金属板2的底部。
[0026]本实施例中，可控伸缩结构3的数量为6个，每个可控伸缩结构3分别与上方类三角形金属板1、下方类三角形金属板2的连接处设有球铰4。动力装置包括3个设于下方类三角形金属板2底部的电机5，每个电机5通过齿轮同步带6分别连接每个全向轮7。
[0027]本专利通过全向轮组成的全向移动平台，提供灵活的全方位移动功能，全向轮通过齿轮同步与电机连接，把整体底盘提高，能够适应不平坦的路面地况，如能上下一定坡度的坡面；通过可控伸缩杆组成的并联结构，提供稳定的角度控制，并提供较大的负载能力；通过车载激光雷达或超声波传感器，实现移动平台在运动过程中的自主避障。该专利可解决但不限于以下问题:
1.在目前的视频拍摄阶段，主要采取既定的导轨及导轨车进行视频拍摄，需要进行轨道的铺设和摄影路径的提前规划。利用本专利提出的并联全向移动平台，通过把较重的摄像机架设在平台上，可以提供角度稳定功能，为摄像机提供准确的角度控制，并且能够全方位移动，包括旋转和平移，以更好的进行视频的拍摄。
[0028]2.在餐厅中可替代服务员进行送餐，能够实现稳定的角度控制，避免地面不平坦时食物或水的跌落，能够提供灵活的移动方式以应对复杂的餐馆环境。
[0029]本发明中，并联角度控制结构由上下两个类三角形金属板和六个可控伸缩结构3组成，伸缩结构可以用液压电机或者旋杆电机，为了减轻重量，金属板可采用铝金属板。三轮移动底盘由下方类三角形金属