一种球形载人娱乐车.pdfVIP

学兔兔 一 种 球 形 载-F 人 娱 乐 车 木 口 李 鹏 口 陈永当 口 金 京 口 黄国建 口 王俊峰 西安工程大学 机电工程学院 西安 710048 摘 要：设计出一种能载人的球形娱乐车，其创作灵感来源于不倒翁，创新理念是基于球体两心(质心和球心)对运动 状态的影响。球形外壳具有防冲击作用，利用内部电机带动驱动轮转动，在反向力矩的作用下使整个小车前进后退 改变 人体在车中的左右位置，使整个装置的质心偏移，实现娱乐车的左右转向。采用伸缩套杆和关节轴承组合结构．使内部外 部能柔性连接。 关键词：球形娱乐车 反向力矩 质心偏移 中图分类号：TH122 文献标识码：B 文章编号：1000—4998f2014)04—0032—03 人类已开发出各种运载器具 ．如地面上运行 的车 有较高的透光度 、良好的抗冲击性和一定的弹性 ．既美 辆 ，水面上行驶的船舶 ，这些器具都有一定的缺陷 ，如 观又安全。 在运行时会出现倾覆现象 ，对崎岖不平的路面适应性 驱动部分由直流电机 、同步带传动机构及与球壳 差，不能实现没有转弯半径的方向变化，在与外界物体 内壁接触的驱动轮组成，电机带动传动机构，使驱动轮 碰撞或急刹时。所载人或物可能发生由于惯性力而造 相对球壳转动 ，利用反向力矩使球壳直线滚动。转向装 成的硬伤害。因此 ，人们一直在探索一种能克服以上缺 置主要 由重力小车 、方向盘 、弧形轨道组成 ．方 向盘与 点的运载器具 。 重力小车用链条连接。行驶中，驾驶者通过对方 向盘 的 球形运载器是一种点接触的新型载具 ．能够较好 操控使重力小车左右移动 ，使其质心在其球壳内偏移 ， 克服传统载具 的缺点。现有球形载具虽7s案多样 。但大 从而实现球体在前行过程中的左右转向．支架采用轻 都存在着结构复杂 、工程实现较难 、实用性较低 、球体 质的铝合金材料制作。 质心较高使爬坡和越障能力不足等问题 。有 的不能改 1．1 球 壳设计 变球形装置的运动方向 ，有的虽能改变运动方向，但要 球形外壳 由球壳 、关节轴承 、套杆组成 ．如 图 2、图 求两电机必须分别克服球壳的转动惯量和重物的转动 3所示 。外壳用亚克力材料 ，采用吹塑成型工艺制成 ． 惯量 ，因而对 电机力矩的要求较高 ，能耗高。现有的球 将两个半球用高性能粘胶剂粘接而成。为了便于人进 形机器人只具备运动能力 ，而没有对外操作能力…，基 出 ，在 图 2所示右侧开一个方形的侧 门。整个球壳 以合 本上不具备负重载人的功能 ，实用性较差 ，在很大程度 缝线为中心 ，与地面滚动接触 ，为保证球壳与地面的接 上限制 了该类运载器具的推广应用 。 触强度 ，侧 门离合缝线要有一定的安全距离 ．应在不小 本设计 旨在克服上述缺点，开发一种结构简单 、操 于 10 cm处开设。当驱动轮转动时．在反向力矩的作用 作方便 、具有负重载人功能 、充满休闲娱 乐趣味 、实用 价值强 的球形娱乐车。与常见 的轮式 、履带式和腿式球 形车相 比。球形娱乐车的最大特点是其特殊的外形和 运动方式 ．球形外壳使其 自身在失稳后能经过短暂的 调整迅速恢复到稳定状态．因~71-怕翻车[2 3。 1 总体结构设计 该娱乐车主要包括球形外壳、驱动装置和转向装 置 ，总体