[發明專利]全方向推車及其控制方法

在審

• 申請號: 201711318466.6
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108227769A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 寺田耕志;廣瀨德晃
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62;G05B19/042
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;嚴小艷

1.一種全方向推車，包括：

推車部分，所述推車部分包括多個驅動輪；

主體部分，所述主體部分以繞樞軸可旋轉的方式附接至所述推車部分；

指令生成單元，所述指令生成單元配置成以預定周期生成速度指令，所述速度指令指示所述主體部分的平移速度和旋轉速度；

控制單元，所述控制單元配置成在所述指令生成單元生成當前步驟的速度指令時，搜索出用于保持由所生成的所述當前步驟的速度指令所指示的平移速度方向的預定數量的速度指令，并且計算出所搜索到的所述預定數量的速度指令中的超額率為閾值以下的速度指令或者超額率最小的速度指令作為所述當前步驟的經篩選的速度指令，所述超額率指示在所述全方向推車根據所述當前步驟的速度指令運行時，所述多個驅動輪的輪軸和所述樞軸的轉矩和角速度的值超過限制值的程度；

第一驅動單元，所述第一驅動單元構造成基于由所述控制單元計算出的所述當前步驟的所述經篩選的速度指令來獨立地驅動所述多個驅動輪的所述輪軸的旋轉；以及

第二驅動單元，所述第二驅動單元構造成基于由所述控制單元計算出的所述當前步驟的所述經篩選的速度指令來驅動所述樞軸的旋轉。

2.根據權利要求1所述的全方向推車，其中，

對于所述當前步驟的速度指令，所述控制單元在最多N個階段的過程中的每個過程中搜索出所述預定數量的速度指令，其中，N是2以上的自然數，

在除第N階段以外的過程中的每個過程中，當在所述每個過程中搜索到的所述預定數量的速度指令中存在超額率為所述閾值以下的速度指令時，所述控制單元計算出該速度指令作為所述當前步驟的所述經篩選的速度指令，并且取消后續的過程，而當不存在超額率為所述閾值以下的速度指令時，所述控制單元進行到下一階段的過程，并且

在第N階段的過程中，所述控制單元計算出在所述N個階段的過程中搜索到的所有速度指令中的超額率最小的速度指令作為所述當前步驟的所述經篩選的速度指令。

3.根據權利要求2所述的全方向推車，其中，

所述控制單元執行作為所述除第N階段以外的過程的第一過程，并且

在所述第一過程中，

在具有X軸、Y軸和Z軸三個正交軸的三維坐標系中，與前一步驟的經篩選的速度指令對應的點或者所述前一步驟的經篩選的速度指令所指示的平移速度降低的點被設置為第一基點，其中，所述X軸和所述Y軸通過將所述主體部分的平移速度分解成X方向和Y方向而獲得，并且所述Z軸表示所述主體部分的旋轉速度，

在所述三維坐標系中，在將由所述前一步驟的經篩選的速度指令所指示的平移速度為0的點連接至用所述前一步驟的經篩選的速度指令所指示的旋轉速度替換所述當前步驟的速度指令所指示的旋轉速度的點的直線上的點中的最接近所述第一基點的點被設置為第二基點，并且

在所述三維坐標系中，在將與所述當前步驟的速度指令對應的點連接至所述第二基點的直線上搜索出預定數量的點作為所述預定數量的速度指令。

4.根據權利要求3所述的全方向推車，其中，

所述控制單元執行作為所述除第N階段以外的過程的、在所述第一過程的下一階段的第二過程，并且

在所述第二過程中，在所述三維坐標系中，所述控制單元在將所述當前步驟的速度指令所指示的平移速度為0的點連接至所述第二基點的直線上搜索出預定數量的點作為所述預定數量的速度指令。

5.根據權利要求4所述的全方向推車，其中，

所述控制單元執行作為所述除第N階段以外的過程的、在所述第二過程的下一階段的第三過程，并且

在所述第三過程中，在所述三維坐標系中，所述控制單元在將與所述當前步驟的速度指令對應的點連接至所述第一基點的直線上搜索出預定數量的點作為所述預定數量的速度指令。

6.根據權利要求5所述的全方向推車，其中，

所述控制單元執行作為所述除第N階段的過程的、在所述第三過程的下一階段的第四過程，并且

在所述第四過程中，在所述三維坐標系中，所述控制單元在將所述當前步驟的速度指令所指示的平移速度為0的點連接至所述第一基點的直線上搜索出預定數量的點作為所述預定數量的速度指令。

7.一種全方向推車的控制方法，所述全方向推車包括具有多個驅動輪的推車部分和以繞樞軸可旋轉的方式附接至所述推車部分的主體部分，所述控制方法包括：

以預定周期生成速度指令，所述速度指令指示所述主體部分的平移速度和旋轉速度；

在生成當前步驟的速度指令時，搜索出用于保持由所生成的所述當前步驟的速度指令所指示的平移速度方向的預定數量的速度指令，并且計算出所搜索到的所述預定數量的速度指令中的超額率為閾值以下的速度指令或者超額率最小的速度指令作為所述當前步驟的經篩選的速度指令，所述超額率指示在所述全方向推車根據所述當前步驟的速度指令運行時，所述多個驅動輪的輪軸和所述樞軸的轉矩和角速度的值超過限制值的程度；

基于計算出的所述當前步驟的經篩選的速度指令來獨立地驅動所述多個驅動輪的所述輪軸的旋轉；以及

基于計算出的所述當前步驟的經篩選的速度指令來驅動所述樞軸的旋轉。