具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱制造技术

一种具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，包括箱体、支撑转向座、控制器、姿态传感器、助行机构和行走机构，箱体安装在支撑转向座上，支撑转向座内设置有转向驱动机构，行走机构设置在支撑转向座的底部并与所述转向驱动机构连接，助行机构设置在箱体侧面，姿态传感器、助行机构和行走机构均与控制器连接，一组转向驱动机构对应一组行走机构。该拉杆箱可实现智能遥控和人工拖行两种运动模式，能遥控模式平坦路面采用轮式运动，非结构路面采用“四足”运动模式，与履带运动和飞行模式相比，耗电量低、运动能力强。

Omnidirectional movable pull case with terrain adaptability

An omni-directional mobile trolley has the ability to adapt to the terrain, which comprises a box body, supporting seat, steering controller, sensor, walking and moving mechanism box is installed on the supporting seat steering, steering supporting seat is provided with a steering driving mechanism, walking mechanism is arranged on the supporting seat at the bottom of the steering and the steering connected with the driving mechanism, walking mechanism is arranged on the side of the box, attitude sensor, walking mechanism and the walking mechanism are connected with the controller, a steering driving mechanism corresponds to a group of travel agencies. This box can realize the intelligent remote control and manual dragging two motion modes, can control the pattern of flat pavement with wheel motion, non pavement structure using \quadruped\ movement mode and track movement, compared and flight mode, low power consumption, strong ability of movement.

【技术实现步骤摘要】
具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱
本专利技术涉及一种能够适应地形能力的移动拉杆箱，属于拉杆箱

技术介绍
行李箱容量大、使用方便，是人们远行的优选用具。在传统拉杆箱的基础上，拉杆箱的改进、更新不断涌现。中国专利文献CN106666964公开的《一种智能自走式行李箱》，通过在底部和侧面设置的可伸缩履带架，完成行李箱的跟随行走，通过设置飞行机架完成越障的工作，但是与轮式相比，不论是飞行模式还是履带式跟随其耗电量都比较大，该行李箱没有考虑电池电量不足情况下，行李箱的运动。中国专利CN106490798A公开的《一种行李箱》，在箱体的侧面添加了可以帮助行李箱实现攀爬楼梯等有垂直或者水平运动距离的功能，能够节省人力，但是不能自主运动。中国专利文献CN104824944A公开的《一种智能行李箱》，具有智能报警系统、智能跟随系统，采用电机为轮子提供动能，可以跟随行李主人的步伐进行运行，但是与传统行李箱类似，该行李箱不具有地形适应能力。中国专利CN205285352U公开的《智能行李箱》，无需推拉，且既可载人又可控制自动行走，但是同样该行李箱不具有地形适应能力。目前电动拉杆箱主要存在地形适应能力较差、耗电量较大、电池电量不足时的应对策略欠缺等问题。开发一种结构简单、地形适应能力强的全方位移动拉杆箱具有理论和实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有智能拉杆箱技术的不足，提供一种具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，该拉杆箱结构紧凑、具有较强的地形适应能力，可以实现智能遥控和人工拖行两种运动模式。本专利技术具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，采用下述技术方案：该拉杆箱，包括箱体、支撑转向座、控制器、姿态传感器、助行机构和行走机构，箱体安装在支撑转向座上，支撑转向座内设置有转向驱动机构，行走机构设置在支撑转向座的底部并与所述转向驱动机构连接，助行机构设置在箱体侧面，姿态传感器、助行机构和行走机构均与控制器连接。一组转向驱动机构对应一组行走机构。所述转向驱动机构具有第一齿轮副，所述助行机构具有第一转动副和第二转动副，行走机构具有第三转动副、第四转动副和第二齿轮副，第一齿轮副以箱体的竖直方向(箱体Z0方向，法向)为旋转轴,第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副和第二齿轮副均以箱体的水平方向(箱体X0方向)为旋转轴。所述转向驱动机构包括转向电机、转向从动轴和第一齿轮副，转向电机和转向从动轴固定在支撑架上上，转向电机的输出轴上安装有转向驱动齿轮，转向从动轴上安装有转向从动齿轮，转向驱动齿轮与转向从动齿轮啮合构成第一齿轮副。所述转向驱动机构上设置有旋转编码器。所述助行机构，包括第一助行驱动电机、第一助行连杆、第二助行驱动电机、第二助行连杆和助行执行器；第一助行驱动电机连接在箱体一侧，第一助行驱动电机的输出轴与第一助行连杆的一端连接构成第一转动副；第二助行驱动电机固定在第一助行连杆的另一端，第二助行驱动电机的输出轴与第二助行连杆的一端连接构成第二转动副，第二助行连杆的另一端连接有助行执行器。所述第二助行连杆与末端执行器之间设置有缓冲器。所述助行执行器上装有缓冲橡胶垫。所述行走机构，包括第一行走连杆、第一行走驱动电机、第二行走连杆、第二行走驱动电机、第三行走连杆、行走缓冲器、第四行走连杆和轮足机构；第一行走连杆的一端与支撑转向座中的转向驱动机构连接，第一行走连杆的另一端安装第一行走驱动电机，第一行走驱动电机的输出轴与第二行走连杆的一端连接构成第三转动副；第二行走连杆的另一端与安装第二行走驱动电机，第二行走驱动电机的输出轴与第三行走连杆的一端连接构成第四转动副，第三行走连杆的另一端与第四行走连杆连接，第四行走连杆连接在轮足机构上。所述第三行走连杆与第四行走连杆之间设置有行走缓冲器。所述轮足机构，包括连接座、一体化轮、滚轮电机和第二齿轮副；一体化轮上的主轴安装在连接座中，一体化轮的主轴上安装有从动齿轮，滚轮电机安装在连接座上，滚轮电机的输出轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合构成第二齿轮副。所述滚轮电机通过挡板安装在连接座上，连接座上设置有插入挡板的上止孔和下止孔，以实现驱动齿轮与从动齿轮分离与啮合。所述一体化轮，包括滚轮和主轴，滚轮安装在主轴上。智能遥控运动模式状态下，当上述拉杆箱在较为平坦路面运动时，行走机构下蹲至最低允许位置，滚轮电机驱动一体化轮滚动；转向电机和两个行走驱动电机根据姿态传感器的反馈信息，按照控制器的指令动作，从而调节行走机构各关节位置，适应地形变化，消除箱内物品晃动产生的扰动；助行机构中的两个驱动电机根据姿态传感器的反馈信息，按照控制器的指令动作以维持拉杆箱平衡。当拉杆箱在台阶、起伏较大的路面运动时，滚轮电机抱死，一体化轮固定，助行机构与行走机构按照控制器的指令协同动作，构成“四足机器人”，通过控制转向电机的动作和“四足机器人”双侧差速运动实现拉杆箱运动方向的调整，从而实现其在台阶或者起伏较大的路面运动。在拉杆箱电量不足或者机械故障时，各驱动电机自动抱死，进入人工拖行运动模式。此时，一体化轮自由滚动，做为普通无助力拉杆箱使用。本专利技术与现有技术相比具有以下特点：(1)可以实现智能遥控和人工拖行两种运动模式；(2)智能遥控模式平坦路面采用轮式运动，非结构路面采用“四足”运动模式，与履带运动和飞行模式相比，耗电量低、运动能力强。附图说明图1是本专利技术具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱的整体结构示意图。图2是本专利技术中支撑转向组件的结构示意图。图3是本专利技术中助行机构单臂的结构示意图。图4是本专利技术中箱体的结构示意图。图5是本专利技术中行走机构单腿的结构示意图。图6是本专利技术中轮足支撑机构的结构示意图。图7是本专利技术中动轮驱动电机安装支架的结构示意图。图8是本专利技术中一体化轮示意图。其中：11.支撑转向座，12.助行机构，13.箱体，14.行走机构；21.转向从动轴，22.转向从动齿轮，23.第一套筒，24.第一圆锥滚子轴承，25.第二圆锥滚子轴承，26.第一止动垫圈，27.第一螺母，28.轴承支架，29.第一轴承端盖，210.旋转编码器支架，211.上架，212.旋转编码器，213.下架，214.运动控制器，215.姿态传感器，216.电池组，217.转向电机，218.转向驱动齿轮，219.第一齿轮副，220.带锁圈的螺钉锁紧挡圈，221.第二螺母，222.第一行走连杆接头，223.转向驱动机构；31.第一助行驱动电机，32.第一转动副，33.第一助行连杆接头，34.第一助行连杆，35.第二助行电机座，36.第二助行驱动电机，37.第二助行连杆接头，38.第二助行连杆，39.助行连杆转换接头，310.助行缓冲器，311.助行执行器，312.缓冲橡胶垫，313.第二转动副，314.连接座；41.壳体，42.伸缩拉杆，43.箱盖导向槽，44.箱盖运动导向体，45.箱盖把手，46.箱盖，47.箱盖卡槽；51.第一行走连杆，52.第一行走驱动电机座，53.第一行走驱动电机，54.第三转动副，55.第二行走连杆接头，56.第二行走连杆，57.第二行走驱动电机座，58.第二行走驱动电机，59.第三行走连杆接头，510.第三行走连杆，511.行走连杆转换接头，512.行走缓冲器，513.轮足机构，514.第四行走连杆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，包括箱体、支撑转向座、控制器、姿态传感器、助行机构和行走机构，其特征是：箱体安装在支撑转向座上，支撑转向座内设置有转向驱动机构，行走机构设置在支撑转向座的底部并与所述转向驱动机构连接，助行机构设置在箱体侧面，姿态传感器、助行机构和行走机构均与控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，包括箱体、支撑转向座、控制器、姿态传感器、助行机构和行走机构，其特征是：箱体安装在支撑转向座上，支撑转向座内设置有转向驱动机构，行走机构设置在支撑转向座的底部并与所述转向驱动机构连接，助行机构设置在箱体侧面，姿态传感器、助行机构和行走机构均与控制器连接。2.根据权利要求1所述的具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，其特征是：所述转向驱动机构包括转向电机、转向从动轴和第一齿轮副，转向电机和转向从动轴固定在支撑架上，转向电机的输出轴上安装有转向驱动齿轮，转向从动轴上安装有转向从动齿轮，转向驱动齿轮与转向从动齿轮啮合构成第一齿轮副。所述转向驱动机构上设置有旋转编码器。3.根据权利要求1所述的具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，其特征是：所述转向驱动机构包括转向电机、转向从动轴和第一齿轮副，转向电机和转向从动轴固定在支撑架上上，转向电机的输出轴上安装有转向驱动齿轮，转向从动轴上安装有转向从动齿轮，转向驱动齿轮与转向从动齿轮啮合构成第一齿轮副。所述转向驱动机构上设置有旋转编码器。4.根据权利要求1所述的具有地形适应能力的全方位移动拉杆箱，其特征是：所述助行机构，包括第一助行驱动电机、第一助行连杆、第二助行驱动电机、第二助行连杆和助行执行器；第一助行驱动电机连接在箱体一侧，第一助行驱动电机的输出轴与第一助行连杆的一端连接构成第一转动副；第二助行驱动电机固定在第一助行连杆的另一端，第二助行驱动电机的输出轴与第二助行连杆的一端连接构成第二转动副，第二助行连杆的另一端连接有助行执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，王栋，王晓红，宿哲，徐娜，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37