[發明專利]一種四輪行星車移動系統

有效

• 申請號: 201410077530.6
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103802656A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 居鶴華;趙東暢;詹偉;張良坪
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60L15/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種四輪行星車移動系統，由上位機和下位機組成；所述上位機為PC機，采用無線方式與所述下位機通信；所述下位機由移動子系統、下位機控制模塊和CAN總線系統組成；其特征在于：

所述移動子系統包括：一個行星車車廂（1），四個車輪（2），四個搖臂（3），四個轉向機構（4），，四個鉸鏈（5），四個搖臂與車體的連接裝置（6）以及一個橫軸（7）；其中，

所述車輪（2）采用中空式剛性輪，四個車輪為獨立驅動；

所述轉向機構（4）一端鉸接在所述搖臂（3）上，另一端則與車輪電機套法蘭盤（208）相連；通過方向電機（206）的正反轉來實現整車的轉向功能；

所述搖臂（3）的前端通過所述搖臂與車體的連接裝置（6）與所述行星車車廂（1）相連，所述搖臂（3）的后端通過所述鉸鏈（5）連接一個轉向機構（4）；通過所述搖臂（3）的控制實現整車的重心調整，維持車體平衡，實現運動的最優化；

所述搖臂與車體的連接裝置（6）安裝于車體上，用于實現移動子系統與車體之間的連接；

所述橫軸（7）安裝于車體中心，用于所述搖臂與車體的連接裝置（6）的安裝與固定；

所述行星車車廂（1）置于所述橫軸（7）之上，并與所述橫軸（7）組成上部車體，用于搭載儀器設備；

所述下位機控制模塊由主處理器模塊、無線通信模塊、運動控制器和編碼器組成；所述運動控制器包括驅動電機控制器和方向電機控制器，每個車輪都有一個驅動電機控制器和一個方向電機控制器，分別控制驅動電機（206）和方向電機（208）；所述編碼器是采用CAN接口的絕對編碼器，每個車輪都安裝一個編碼器，用于檢測車輪的初始角度信息；

所述CAN總線系統用于傳輸信號，實現分布式多軸運動控制。

2.根據權利要求1所述的一種四輪行星車移動系統，其特征在于，所述每個車輪（2）包括：一個輪體（201），一個輪轂（202），一套減速機構（203），一個制動器（204），一個驅動電機（205），一個方向電機（206），一個與搖臂相連的法蘭（207）和一個電機套法蘭盤（208）；其中，所述驅動電機（205）和方向電機（206）均采用高精度無刷直流電機，實現精確的位置和速度控制；所述驅動電機（205）輸出轉速和扭矩，通過控制其轉速和扭矩控制車輪的轉速和扭矩，通過控制其正反轉來實現整車的前進與后退；所述方向電機（206）輸出轉動位置，通過控制其轉動角度控制車輪的轉動角度，通過控制其正反轉來實現整車的轉向；所述制動器（204）用于驅動輪的制動；所述減速機構（203）用于降低電機輸出軸的轉速，同時提高輸出扭矩；所述電機套法蘭盤（208）和所述與搖臂相連的法蘭（207）齒合，將車輪固定在所述搖臂（3）上，起到車輪（2）與搖臂（3）之間的連接作用；所述輪轂（202）用于連接輪圈，通過所述輪轂（202）的轉動帶動整個車輪（2）的轉動。

3.根據權利要求1所述的一種四輪行星車移動系統，其特征在于，所述移動子系統的轉向機構（4）可實現直線前進、直線倒退、360度原地旋轉以及繞不同的轉彎半徑進行轉向。

4.根據權利要求1所述的一種四輪行星車移動系統，其特征在于，所述的CAN總線系統使包括四個驅動電機控制器、四個方向電機控制器和四個編碼器的所有外圍器件都掛接在兩根總線上傳輸數據，實現可靠高效的數據傳輸。

5.根據權利要求2所述的一種四輪行星車移動系統，其特征在于，所述驅動電機（205）和方向電機（206）均置于所述車輪（2）內部，可以防止灰塵進入，提高行星車電機工作的可靠性。