用于载具上可抵消惯性力影响的载物平台制造技术

本实用新型专利技术专利用于物流运输领域，搭载于运输载具之上。具体为用于载具上可抵消惯性力影响的载物平台，利用改变载物平台旋转角度的方式来抵消两垂直相交轴的加速度对货物的影响。包括上载物平台、万向球轴、双轴横臂及双轴纵臂、双轴驱动单元、驱动单元安装架和双轴加速度传感器。最终实现使载物平台上的货物所受合力始终与载物平台相垂直，即抵消了载具在加速、减速、转弯、上下坡时对被载货物的不稳定影响。本实用新型专利技术专利提出了以载物平台的旋转角度来抵消载具惯性力对货物影响。度来抵消载具惯性力对货物影响。度来抵消载具惯性力对货物影响。

【技术实现步骤摘要】
用于载具上可抵消惯性力影响的载物平台


[0001]本技术专利属于交通运输和车载设备领域，具体为一种应用在载具之上可以抵消载具惯性力对被载物体影响的载物平台装置。

技术介绍

[0002]近十年来，随着电子商务行业的发展，物流业迅猛发展。然而，运输车辆对货物的保护方法仍然严重依赖被动一次性包装。特别是在精密设备领域，包装对产品的安全起着决定性作用。传统认为货物保护有四个重要指标：可靠性、便捷性、成本合理性和环保性。然而，所有包装保护的成本和可靠性可以预期是矛盾的，它极大地影响了运输的效率，因为便利性较低。因此，一种方便的、安全的主动式货物保护方法值得被深思。
[0003]运输车辆对货物的负面影响主要是由于加速度变化和颠簸。颠簸主要是在货物上产生瞬时的垂直力，这种力可以用减震材料来解决。然而，当车辆在加速、制动或转弯时，会在货物上产生很大的横向惯性力，使货物在开阔空间内滚动和滑动。特别是在卡车或民用轿车中，刹车、加速和转弯的情况非常普遍且严重。
[0004]货物保护的传统方法是使用包装材料包裹货物并固定。这将占用大量的空间和巨大的一次性成本，并且对于某些已经有外包装的物品，被动式包裹保护无能为力，盒子里面的奶油蛋糕就是一个容易理解的例子。
[0005]因此针对载运货物中的关键问题，本技术专利提出一种主动保护货物的方法。其基本思想是根据车辆加速度值改变装载平台相对于载具的角度，使货物在自身参考系下的侧向惯性力为零。

技术实现思路

[0006]本技术专利公开一种应用于载具之上，可以抵消载具惯性力对被载物品的不良影响的载物平台。本技术专利采用的技术方案如下：
[0007]载物平台包含设备底板、驱动单元架，双轴驱动单元，双轴横臂，双轴纵臂，双轴加速度传感器，万向球轴和上载物平台。
[0008]所述设备底板安装于载具之上，所述驱动单元架与所述设备底板相连；所述双轴驱动单元包括X轴驱动单元和Y轴驱动单元；所述双轴横臂包括X轴横臂和Y轴横臂；所述双轴纵臂包括X轴纵臂和Y轴纵臂；所述X轴驱动单元安装于所述驱动单元架下部，其输出端连接所述X轴横臂；所述Y轴驱动单元安装于所述驱动单元架上部，其输出端连接所述Y轴横臂；所述X轴横臂两端通过轴承连接所述X轴纵臂；所述Y轴横臂两端通过轴承连接所述Y轴纵臂；所述X轴纵臂和所述Y轴纵臂通过所述万向球轴连接所述上载物平台，使得上载物平台可以沿两个轴自由旋转运动；所述双轴加速度传感器安装于所述驱动单元架中心。
[0009]所述X轴驱动单元和所述Y轴驱动单元在所述驱动单元架上呈上下错位安装，且输出轴呈垂直安装。
[0010]所述X轴横臂和所述Y轴横臂的旋转中心处于一条与所述底板相垂直的法线上。
[0011]所述双轴加速度感器检测载具于双轴方向的加速度值a，通过arctan(a/g)分别合成双轴驱动单元的输出角度指令值，实现双轴角度变化（g为重力加速度）。
[0012]所述双轴驱动单元均采用伺服电机，使用位置、转速、电流三闭环PID控制。
附图说明
[0013]图1为本技术的载物平台示意图。
具体实施方式
[0014]以下结合图1对本技术专利进行进一步说明。
[0015]本技术专利包含驱动单元架（10），双轴驱动单元（7）（8），双轴横臂（4）（9），双轴纵臂（3）（6），双轴加速度传感器（11），万向球轴（2）和上载物平台（1）。
[0016]设备底板（12）以水平刚性方式安装于车辆载具内，驱动单元架（10）与底板（12）相连，或省略底板（12），驱动单元架（10）直接固定于车辆载具内。
[0017]驱动单元架（10）有驱动单元（7）（8）的安装孔位，分上下两层呈垂直安装，并使得安装完驱动单元后X轴横臂（9）与Y轴横臂（4）的旋转中心处于一条与底板垂直的法线上。驱动单元架（10）两侧有空缺，为X轴横臂（9）与Y轴横臂（4）的旋转运动留出空间。
[0018]X轴驱动单元（8）安装于驱动单元架（10）下部，其输出端连接X轴横臂（9），Y轴驱动单元（7）安装于驱动单元架（10）上部，其输出端连接Y轴横臂（4）。驱动单元采用伺服电机，并利用位置、转速和电流三闭环PID控制。
[0019]X轴横臂（9）两端通过轴承（5）连接X轴纵臂（6），Y轴横臂（4）两端通过轴承（5）连接Y轴纵臂（3），X轴横臂（9）所连接的纵臂（6）长于Y轴横臂（4）所连接的纵臂（3），使得所有纵臂的在垂直状态时，其上端处于同一个平面。
[0020]X轴纵臂（6）和Y轴纵臂（3）通过万向球轴（3）连接上载物平台（1），使得上载物平台可以沿两个轴自由旋转运动。
[0021]双轴加速度传感器（11）安装于驱动单元架（10）中心。
[0022]加速度传感器实时检测载具在行进方向(Y轴)和横向(X轴)两方向的加速度值a，并实时通过公式arctan(a/g)合成角度补偿指令值（g为重力加速度），双轴的伺服驱动单元分别以两轴的角度补偿指令值进行运动，使得载物平台的角度实时跟随指令值，最终使被载物体所受合力永远于载物平台相垂直。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于载具上可抵消惯性力影响的载物平台，其特征在于包含设备底板、驱动单元架，双轴驱动单元，双轴横臂，双轴纵臂，双轴加速度传感器，万向球轴和上载物平台；所述设备底板安装于载具之上，所述驱动单元架与所述设备底板相连；所述双轴驱动单元包括X轴驱动单元和Y轴驱动单元；所述双轴横臂包括X轴横臂和Y轴横臂；所述双轴纵臂包括X轴纵臂和Y轴纵臂；所述X轴驱动单元安装于所述驱动单元架下部，其输出端连接所述X轴横臂；所述Y轴驱动单元安装于所述驱动单元架上部，其输出端连接所述Y轴横臂；所述X轴横臂两端通过轴承连接所述X轴纵臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝天翔，王孝伟，
申请(专利权)人：蓝天翔，
类型：新型
国别省市：