[發明專利]一種獨立懸掛輪式智能轉向方法

有效

• 申請號: 201910093967.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109625085B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 趙欣洋;晁戰云;侯亮;唐鑫;葉濤;崔鵬;許云龍;劉婷;馬楊;萬鐘平;羅元泰;張紅陽;王莉;賴晗;初洪波;周剛
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司檢修公司;華通科技有限公司
• 主分類號: B62D9/00
• 分類號: B62D9/00;G05D1/02
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 廖龍春

本發明涉及智能巡檢領域，具體涉及一種獨立懸掛輪式智能轉向方法，用于控制巡檢機器人的輪組進行轉向，輪組的每個車輪上均安裝有車輪獨立推桿轉向系統，轉向方法包括：步驟一，由巡檢控制電路發送轉向控制信號給驅動機構；步驟二，驅動機構驅動輪組驅動電機工作，由輪組驅動電機帶動輪組的車輪旋轉；步驟三，輪組驅動電機帶動車輪旋轉的同時，驅動機構驅動車輪獨立推桿轉向系統分別動作，車輪獨立推桿轉向系統控制輪組的各個車輪獨立進行原地轉向。本發明能解決現有轉向方法的轉向半徑大、輪胎易磨損和轉向過程復雜的問題。

技術領域

本發明涉及智能巡檢領域，具體涉及一種獨立懸掛輪式智能轉向方法。

背景技術

智能巡檢機器人主要應用于室內外變電站代替巡視人員進行巡視檢查，完成變電站巡檢中遇到的急、難、險、重和重復性工作。智能巡檢機器人可以就變電站檢測需求配置系統所需要的傳感器，及時獲取設備運行狀態、環境信息、設備故障信息等，構建變電站整體運行信息，在數據量化的基礎上，實現運維智能化。智能巡檢機器人攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等有關的電站設備檢測裝置，以自主和遙控的方式，代替人力對室外高壓設備進行巡測，可以及時發現電力設備的內部熱缺陷、外部機械或電氣問題如異物、損傷、發熱、漏油等，給運行人員提供診斷電力設備運行中的事故隱患和故障先兆的有關數據。

智能巡檢機器人需要巡檢變電站的各個角落，而變電站普遍存在設備數量多、密度大；巡檢道路偏窄；道路路況復雜等問題，智能巡檢機器人的轉向須靈活、轉彎半徑需很小。現有技術中，通常從動力學角度對巡檢機器人的轉向運動進行控制，通過動力學求解可得出能滿足動力學約束的車輪運動軌跡，控制器通過車輪的動力學誤差即目標轉向角與實測轉向角之差，來確保車輪轉向角度的精確度。采用現有的車輪位置控制方法對四輪獨立轉向車輛的車輪的轉向進行控制，可以保證各車輪能較好的跟蹤各自的運動軌跡，但是車輛在轉向過程中，一旦某個車輪由于外部干擾等因素不能實時跟蹤其運動軌跡，車輛的動力學要求也就不能實時保證。

針對上述問題，公開號為CN104527780B中國專利公開了一種四輪獨立轉向車輛的轉向控制方法，在車輛坐標系下通過車輪的位置和轉向角信號實時求解車輛的瞬時轉向中心，并依據瞬時轉向中心得到車輛的運動學誤差，然后結合車輛的動力學誤差，對車輪的轉向角進行控制，完成車輛的轉向，由于本發明提供的四輪獨立轉向車輛的轉向控制方法中，主控制器結合車輛的動力學誤差以及運動學誤差，對車輪轉向角進行控制，進一步提高了車輛轉向的精準度；同時，通過運動學誤差，將在機械構造上相對獨立運動的車輪進行了虛擬連接。該方案在轉向過程中，如果一個車輪受到外部干擾轉向角發生突變時，其他車輪協同運動，保證車輛轉向的平穩性，提高了系統的魯棒性。

上述方案采用多個驅動輪之間的差速實現轉向，其存在以下問題：1)轉向時對于車輪的損耗很大，使用時會極大的增加換車輪的成本；2)轉彎半徑大，變電站內電氣設備較多，空間狹窄，巡檢機器人在轉向時很容易與設備發生碰撞，會導致設備的損壞。現有技術還有采用機械連桿傳動多個驅動輪的方式實現轉向的方法，但是其機構復雜，會增大巡檢機器人的整體尺寸。

發明內容

本發明的目的在于提供一種獨立懸掛輪式智能轉向方法，能避免現有轉向方法出現的轉向半徑大、輪胎易磨損和轉向過程復雜的問題。

本發明提供的基礎方案為：一種獨立懸掛輪式智能轉向方法，用于控制巡檢機器人的輪組進行轉向，輪組的每個車輪上均安裝有車輪獨立推桿轉向系統，包括以下步驟：

步驟一，由巡檢控制電路發送轉向控制信號給驅動機構；

步驟二，驅動機構驅動車輪獨立推桿轉向系統分別動作，車輪獨立推桿轉向系統控制輪組的各個車輪進行獨立轉動；

步驟三，車輪轉動完成后，驅動機構驅動輪組驅動電機工作，由輪組驅動電機帶動輪組的車輪旋轉，完成車輪的轉向。