一種輪式全向移動(dòng)裝置、全向移動(dòng)方法及運(yùn)輸裝置制造方法
【專利摘要】一種輪式全向移動(dòng)裝置，包括：車架；兩個(gè)具有輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主動(dòng)輪組件，兩主動(dòng)輪以一對角線設(shè)置于車架；兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪，以另一對角線設(shè)置于車架；一轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、雙出軸減速器、傳動(dòng)裝置、蝸輪蝸桿減速器和離合器，蝸輪蝸桿減速器為兩個(gè)，其輸出軸分別連接兩個(gè)主動(dòng)輪組件的立軸，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與離合器通過傳動(dòng)裝置依次設(shè)置在兩個(gè)蝸輪蝸桿減速器之間；控制系統(tǒng)，分別連接兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以控制兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及主動(dòng)輪的角度。本發(fā)明還提供采用上述輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置及全向移動(dòng)方法，結(jié)構(gòu)簡單方便靈活實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)及狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。
【專利說明】一種輪式全向移動(dòng)裝置、全向移動(dòng)方法及運(yùn)輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)裝置，尤其涉及一種輪式全向移動(dòng)裝置、全向移動(dòng)方法以及具有該輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置，可以實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)，轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)、還可以實(shí)現(xiàn)狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的運(yùn)輸裝置或是采用傳統(tǒng)車輛結(jié)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動(dòng)，或是采用全向輪式結(jié)構(gòu)，比較典型的是麥克納姆輪，這些方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種輪式全向移動(dòng)裝置、全向移動(dòng)方法以及具有該輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置，可以實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)以及實(shí)現(xiàn)狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。
[0004]為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種輪式全向移動(dòng)裝置，其包括:
[0005]車架；
[0006]兩個(gè)主動(dòng)輪組件，分別包括:主動(dòng)輪以及設(shè)置于主動(dòng)輪上的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)所述主動(dòng)輪以一對角線設(shè)置于所述車架；
[0007]兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪，以另一對角線設(shè)置于所述車架；
[0008]一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪繞自身回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向裝置，其包括:轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器、傳動(dòng)裝置、蝸輪蝸桿減速器和離合器，所述蝸輪蝸桿減速器為兩個(gè)，所述蝸輪蝸桿減速器的輸出軸分別連接所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件的立軸，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器通過所述傳動(dòng)裝置依次設(shè)置在兩個(gè)所述蝸輪蝸桿減速器之間；
[0009]控制系統(tǒng)，分別連接兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，以控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及所述主動(dòng)輪的角度。
[0010]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，兩個(gè)所述主動(dòng)輪分別設(shè)置為左前輪和右后輪。
[0011]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述傳動(dòng)裝置包括:分別設(shè)置于所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間、所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器之間、所述離合器與所述蝸輪蝸桿減速器之間的傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器。
[0012]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述傳動(dòng)裝置還包括兩個(gè)齒輪箱換向器，分別設(shè)置于所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器之間，并使所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器通過所述齒輪箱換向器為垂直傳動(dòng)設(shè)置。
[0013]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述控制系統(tǒng)包括:電源、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊分別連接兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，所述數(shù)字量輸入輸出模塊連接所述離合器。[0014]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述控制系統(tǒng)還包括一手操盒。
[0015]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述控制系統(tǒng)還包括一通訊模塊，通過網(wǎng)絡(luò)連接一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。
[0016]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊與兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間還分別設(shè)置有伺服單元和編碼器。
[0017]上述的輪式全向移動(dòng)裝置，其中，連接所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器的伺服單元還連接一限位模塊。
[0018]為達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種具有上述的輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置。
[0019]為達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述的輪式全向移動(dòng)裝置的全向移動(dòng)方法，其中，所述全向移動(dòng)方法包括:實(shí)現(xiàn)各向直線運(yùn)動(dòng)的方法、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方法以及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的方法，
[0020]所述實(shí)現(xiàn)各向直線運(yùn)動(dòng)包括如下步驟:
[0021]步驟110，行走上電；
[0022]步驟120，伺服使能；
[0023]步驟130，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪至相同角度，其中，角度為任意；
[0024]步驟140，通過手操盒控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)或平移；
[0025]所述實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)包括如下步驟:
[0026]步驟210，行走上電；
[0027]步驟220，伺服使能；
[0028]步驟230，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度至軸線重合；
[0029]步驟240，通過手操盒控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速異向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
[0030]所述實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)包括如下步驟:
[0031]步驟310，行走上電；
[0032]步驟320，伺服使能；
[0033]步驟330，打開離合器；
[0034]步驟340，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度，其中，控制左前車輪與車身的夾角大于O度小于45度，右后車輪與車身的夾角O度時(shí)，兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以固定比例速度同向運(yùn)行實(shí)現(xiàn)車身的轉(zhuǎn)向，兩輪速度與其回轉(zhuǎn)中心的距離成正比；
[0035]步驟S350，關(guān)閉離合器；
[0036]步驟S360，通過手操盒控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的以固定比例速度同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)；
[0037]步驟S370，轉(zhuǎn)向完畢，重復(fù)上述步驟330-350使車輪恢復(fù)同角度狀態(tài)。
[0038]為發(fā)明的功效在于，運(yùn)輸裝置采用本發(fā)明的輪式全向移動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，可以方便、靈活實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)以及實(shí)現(xiàn)狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。[0039]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1a本發(fā)明輪式全向移動(dòng)裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖1b本發(fā)明輪式全向移動(dòng)裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2a各向直線運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0043]圖2b回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0044]圖2c轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0045]圖3本發(fā)明電氣控制原理圖；
[0046]圖4a各向方式行走控制流程圖；
[0047]圖4b回轉(zhuǎn)方式行走控制流程圖；
[0048]圖4c轉(zhuǎn)向方式行走控制流程圖。
[0049]其中，附圖標(biāo)記
[0050]I 車架
[0051]2 主動(dòng)輪組件
[0052]21 主動(dòng)輪組件的立軸
[0053]3 無驅(qū)動(dòng)萬向輪
[0054]4 轉(zhuǎn)向裝置
[0055]41 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和安裝轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的雙出軸減速器
[0056]42 傳動(dòng)裝置
[0057]43 離合器
[0058]44-1、44-2 蝸輪蝸桿減速器
[0059]45-1,45-2 齒輪箱換向器
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0061]在圖la、圖1b所示的【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明揭示一種輪式全向移動(dòng)裝置，可以實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)以及實(shí)現(xiàn)狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。
[0062]如圖所示，本發(fā)明揭示的輪式全向移動(dòng)裝置包括:車架1、兩個(gè)主動(dòng)輪組件2、兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪3、轉(zhuǎn)向裝置4以及控制系統(tǒng)。
[0063]所述車架I用于設(shè)置在一運(yùn)輸裝置；所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件2以一對角線設(shè)置于所述車架I上；所述兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪3以另一對角線設(shè)置于所述車架上；所述轉(zhuǎn)向裝置4的蝸輪蝸桿減速器輸出軸連接所述主動(dòng)輪組件的立軸，由減速器輸出軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制系統(tǒng)，分別連接并控制所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件2以及所述轉(zhuǎn)向裝置4，以實(shí)現(xiàn)各向直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0064]參見圖2a各向直線運(yùn)動(dòng)示意圖；圖2b回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖；圖2c轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)示意圖。
[0065]如圖所示，在運(yùn)輸裝置需要向某個(gè)方向做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置使兩個(gè)主動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)向至車輪正對行走方向后，兩個(gè)主動(dòng)輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)輸裝置向行走方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)從動(dòng)輪正對行走方向。[0066]在運(yùn)輸裝置需要原地回轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置使兩個(gè)主動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)向至輪軸共線后，同步輪反向同速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)輸裝置原地回轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)傳動(dòng)輪的轉(zhuǎn)至運(yùn)動(dòng)方向。
[0067]在運(yùn)輸裝置需要轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置的離合器斷開傳動(dòng)裝置，使單邊的主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)，使兩個(gè)主動(dòng)輪的輪軸交與預(yù)先確定的回轉(zhuǎn)中心后，主動(dòng)輪根據(jù)距回轉(zhuǎn)中心的距離成比例的轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)輸裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0068]進(jìn)一步地，參見圖1a本發(fā)明輪式全向移動(dòng)裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖1b本發(fā)明輪式全向移動(dòng)裝置主視結(jié)構(gòu)意圖；圖2a各向直線運(yùn)動(dòng)意圖；圖2b回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)意圖；圖2(:轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)示意圖以及圖3本發(fā)明電氣控制原理圖，詳細(xì)描述本發(fā)明揭示的輪式全向移動(dòng)裝置的具體實(shí)施例(其中，圖la、圖lb、圖2a、圖2b圖2c中的右側(cè)為前輪)。
[0069]如圖la、圖1b所示，
[0070]所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件2分別包括:主動(dòng)輪、設(shè)置在主動(dòng)輪上用于控制主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)、連接主動(dòng)輪用于控制主動(dòng)軸轉(zhuǎn)向的立軸21 ；
[0071]所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件2以一對角線設(shè)置于所述車架I上，本實(shí)施例采用將所述車架的左前和右后位置設(shè)置兩個(gè)所述主動(dòng)輪組件2，即，左前輪和右后輪分別為主動(dòng)輪。
[0072]車架的另一對角線用于設(shè)置兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪3，即，右前輪和左后輪分別為無驅(qū)動(dòng)萬向輪3。
[0073]轉(zhuǎn)向裝置4包括:轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器4141、傳動(dòng)裝置42、離合器43和兩個(gè)蝸輪蝸桿減速器44-1和44-2 ;所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41是指轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和用于安裝轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的雙出軸減速器，換句話說，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)是通過雙出軸減速器而安裝設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向裝置4中，兩個(gè)所述蝸輪蝸桿減速器44-1和44-2的輸出軸分別連接所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件的立軸21，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41與所述離合器43通過所述傳動(dòng)裝置依次設(shè)置在兩個(gè)所述蝸輪蝸桿減速器4-1和44-2之間；
[0074]所述傳動(dòng)裝置42包括:兩個(gè)齒輪箱換向器45-1和45_2、傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器；
[0075]所述齒輪箱換向器45-1設(shè)置于所述蝸輪蝸桿減速器44-1與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41之間，所述齒輪箱換向器45-2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41與所述離合器43之間；
[0076]所述傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器分別設(shè)置于:所述蝸輪蝸桿減速器44-1與所述齒輪箱換向器45-1之間、所述齒輪箱換向器45-1與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41之間、所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41與所述齒輪箱換向器45-2之間、所述齒輪箱換向器45-2與所述離合器43之間、所述離合器43與所述蝸輪蝸桿減速器44-2之間；
[0077]如圖la、圖1b所示，所述蝸輪蝸桿減速器44-1與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41與所述離合器43分別通過所述齒輪箱換向器45-1和45-2的連接而實(shí)現(xiàn)垂直傳動(dòng)設(shè)置。
[0078]如圖la、圖1b所示，本實(shí)施例轉(zhuǎn)向裝置4的具體設(shè)置方式為，所述蝸輪蝸桿減速器44-1通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器連接所述齒輪箱換向器45-1，所述齒輪箱換向器45-1通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器連接所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41 ;所述齒輪箱換向器45-1的設(shè)置使所述蝸輪蝸桿減速器44-1與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41之間為垂直動(dòng)力傳動(dòng)；所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器連接所述齒輪箱換向器45-2、所述齒輪箱換向器45-2通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器連接所述離合器43，同樣的，通過所述齒輪箱換向器45-2的設(shè)置使所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器41與所述離合器43之間實(shí)現(xiàn)垂直動(dòng)力傳動(dòng)；所述離合器43與所述蝸輪蝸桿減速器44-2之間通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器連接。
[0079]參見圖3本發(fā)明電氣控制原理圖，控制系統(tǒng)(結(jié)構(gòu)圖中未標(biāo)示)包括:電源、通訊模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊以及手操盒。
[0080]所述通訊模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，本實(shí)施遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)選用工業(yè)平板電腦，用于實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示以及速度、加速度等參數(shù)設(shè)置；
[0081]所述運(yùn)動(dòng)控制模塊分別連接并控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊與兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間還分別設(shè)置有伺服單元和編碼器，從而接受并執(zhí)行控制指令，控制所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的各運(yùn)動(dòng)方式。具體而言，車體的各向、回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向的行走方式均有手操盒發(fā)出命令，左前車輪、右后車輪分別由一臺(tái)伺服電機(jī)控制，左前車輪、右后車輪的角度由一臺(tái)伺服電機(jī)控制。左前車輪、右后車輪的角度結(jié)合兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)以上3種行走方式。
[0082]本實(shí)施例，輪式全向移動(dòng)裝置還設(shè)置有限位裝置，用于向連接所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器的伺服單元提供限位信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)依據(jù)需求設(shè)置的限位作用。
[0083]所述數(shù)字量輸入輸出模塊連接并控制所述離合器。
[0084]本實(shí)施例還設(shè)置一手操盒，通過控制手操盒發(fā)送指令，控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器的動(dòng)作。
[0085]參見圖4a各向方式行走控制流程圖；圖4b回轉(zhuǎn)方式行走控制流程圖；圖4c轉(zhuǎn)向方式行走控制流程圖，并配合圖2a、圖2b、圖2c，進(jìn)一步對本發(fā)明揭示的3種控制方式進(jìn)行描述。
[0086]如圖4a所示，各向方式行走是控制左前車輪和右后車輪角度相同，兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)同速、同向，采用如下步驟，
[0087]步驟S110，行走上電；
[0088]步驟S120，伺服使能；
[0089]步驟S130，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪至相同角度，其中，角度為任意；
[0090]步驟S140，通過手操盒控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)(或平移)。
[0091]為此，本發(fā)明輪式全向移動(dòng)裝置，通過改變左前車輪和右后車輪的角度可以實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、平移和斜向行走。
[0092]如圖4b所示，回轉(zhuǎn)方式行走是控制左前車輪、右后車輪軸線處于一條直線時(shí)，兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)同速異向轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車體原地回轉(zhuǎn)。
[0093]步驟S210，行走上電；
[0094]步驟S220，伺服使能；
[0095]步驟S230，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度至軸線
重合；
[0096]步驟S240，通過手操盒控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速異向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0097]如圖4c所示，轉(zhuǎn)向方式行走是控制左前車輪與車身的夾角大于O度小于45度，右后車輪與車身的夾角O度時(shí)，兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以固定比例速度同向運(yùn)行實(shí)現(xiàn)車身的轉(zhuǎn)向，兩輪速度與其回轉(zhuǎn)中心的距離成正比。
[0098]步驟S310，行走上電；
[0099]步驟S320，伺服使能；
[0100]步驟S330，打開離合器；
[0101]步驟S340，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度至圖2c所示；
[0102]步驟S350，關(guān)閉離合器；
[0103]步驟S360，通過手操盒控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的以固定比例速度同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)；
[0104]步驟S370，轉(zhuǎn)向完畢，重復(fù)上述步驟330-350使車輪恢復(fù)同角度狀態(tài)。
[0105]本發(fā)明還揭示一種具有上述的輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置，結(jié)構(gòu)簡單，可以方便、靈活實(shí)現(xiàn)各向移動(dòng)、轉(zhuǎn)向和原地回轉(zhuǎn)以及實(shí)現(xiàn)狹小場地內(nèi)比較復(fù)雜地面條件下的運(yùn)輸和定位。
[0106]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，包括: 車架； 兩個(gè)主動(dòng)輪組件，分別包括:主動(dòng)輪以及設(shè)置于主動(dòng)輪上的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)所述主動(dòng)輪以一對角線設(shè)置于所述車架； 兩個(gè)無驅(qū)動(dòng)萬向輪，以另一對角線設(shè)置于所述車架； 一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪繞自身回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向裝置，其包括:轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器、傳動(dòng)裝置、蝸輪蝸桿減速器和離合器，所述蝸輪蝸桿減速器為兩個(gè)，所述蝸輪蝸桿減速器的輸出軸分別連接所述兩個(gè)主動(dòng)輪組件的立軸，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器通過所述傳動(dòng)裝置依次設(shè)置在兩個(gè)所述蝸輪蝸桿減速器之間； 控制系統(tǒng)，分別連接兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，以控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及所述主動(dòng)輪的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)所述主動(dòng)輪分別設(shè)置為左前輪和右后輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置包括:分別設(shè)置于所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間、所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器之間、所述離合器與所述蝸輪蝸桿減速器之間的傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置還包括兩個(gè)齒輪箱換向器，分別設(shè)置于所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器之間，并使所述蝸輪蝸桿減速器與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器與所述離合器通過所述齒輪箱換向器為垂直傳動(dòng)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括:電源、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊分別連接兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器，所述數(shù)字量輸入輸出模塊連接所述離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一手操盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一通訊模塊，通過網(wǎng)絡(luò)連接一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊與兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器之間還分別設(shè)置有伺服單元和編碼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪式全向移動(dòng)裝置，其特征在于，連接所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和雙出軸減速器的伺服單元還連接一限位模塊。
10.一種具有權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的輪式全向移動(dòng)裝置的運(yùn)輸裝置。
11.一種應(yīng)用權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的輪式全向移動(dòng)裝置的全向移動(dòng)方法，其特征在于，所述全向移動(dòng)方法包括:實(shí)現(xiàn)各向直線運(yùn)動(dòng)的方法、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方法以及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的方法， 所述實(shí)現(xiàn)各向直線運(yùn)動(dòng)包括如下步驟:步驟110，行走上電； 步驟120，伺服使能； 步驟130，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪至相同角度，其中，角度為任意； 步驟140，通過手操盒控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)或平移； 所述實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)包括如下步驟: 步驟210，行走上電； 步驟220，伺服使能； 步驟230，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度至軸線重合； 步驟240，通過手操盒控制兩個(gè)所述輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同速異向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 所述實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)包括如下步驟: 步驟310，行走上電； 步驟320，伺服使能； 步驟330，打開離合器； 步驟340，通過手操盒控制所述轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)整左前車輪和右后車輪角度，其中，控制左前車輪與車身的夾角大于O度小于45度，右后車輪與車身的夾角O度時(shí)，兩個(gè)輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)以固定比例速度同向運(yùn)行實(shí)現(xiàn)車身的轉(zhuǎn)向，兩輪速度與其回轉(zhuǎn)中心的距離成正比； 步驟S350，關(guān)閉離合器； 步驟S360，通過手操盒控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的以固定比例速度同向運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)； 步驟S370，轉(zhuǎn)向完畢，重復(fù)上述步驟330-350使車輪恢復(fù)同角度狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B62D63/02GK103991491SQ201310053602
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月19日
【發(fā)明者】張波, 趙宏劍, 林青, 徐磊, 孫德奎, 劉晨, 沙春鵬, 杜寶瑞, 翟南 申請人:北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所, 沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司