[發(fā)明專(zhuān)利]一體式全向移動(dòng)底盤(pán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910405619.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110182556B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞哲;平雪良;吳劍英;田森文;蔣毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B65G35/00
• 分類(lèi)號(hào): B65G35/00;B65G25/06;B65G1/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發(fā)明公開(kāi)了一體式全向移動(dòng)底盤(pán)，屬于自動(dòng)導(dǎo)引裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將底盤(pán)運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力系統(tǒng)、磁力引導(dǎo)系統(tǒng)、光學(xué)引導(dǎo)系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航單元等傳感器及控制系統(tǒng)集成在鋁合金底盤(pán)上，控制系統(tǒng)使用的微控制器內(nèi)置底盤(pán)控制程序，配合配套的上位機(jī)軟件可以快速地配置底盤(pán)行進(jìn)路線及引導(dǎo)的傳感器參數(shù)。底盤(pán)上方有一個(gè)用于安裝第三方機(jī)構(gòu)的兼容卡口，在進(jìn)行機(jī)械固定的同時(shí)還能進(jìn)行電能傳輸和機(jī)構(gòu)模塊間通訊，以方便對(duì)第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行方便地控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一體式全向移動(dòng)底盤(pán)，屬于自動(dòng)導(dǎo)引裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前工業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)急需具有自動(dòng)軌跡規(guī)劃、引導(dǎo)功能，且能于平面內(nèi)各方向完成全向運(yùn)動(dòng)的AGV小車(chē)。而這些小車(chē)花了大量時(shí)間在全方位移動(dòng)底盤(pán)的設(shè)計(jì)上。從電機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)的選型、傳感器的安裝到控制程序的編寫(xiě)，不同的AGV廠商之間在做著大量重復(fù)工作。

目前已有的全向移動(dòng)底盤(pán)具有一定規(guī)模的集成度，但是本質(zhì)上并沒(méi)有減輕開(kāi)發(fā)者對(duì)于控制的研發(fā)難度。首先，大部分底盤(pán)為了減少加工成本，會(huì)使用大量標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行組裝，各標(biāo)準(zhǔn)件之間的公差累積放大后，會(huì)導(dǎo)致較大的裝配誤差，不利于底盤(pán)的精確定位與控制。同時(shí)，缺乏傳感器的底盤(pán)，很難做到自主運(yùn)動(dòng)，這限制了許多需要高定位精度的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求。其次，目前已有的底盤(pán)專(zhuān)利大多只是進(jìn)行遙控控制甚至只是簡(jiǎn)單闡述控制原理，實(shí)際加在開(kāi)發(fā)人員上的任務(wù)依然不輕，從自身定位到運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤，每個(gè)問(wèn)題都不方便解決。目前已有的發(fā)明都未提及定位和運(yùn)動(dòng)控制所需的具體傳感器類(lèi)型，開(kāi)發(fā)者仍然需要進(jìn)行傳感器的選型、配置、融合、編程等一系列工作，耗時(shí)又費(fèi)力，大大拖慢了研發(fā)進(jìn)度。并且其提供的配套程序只能簡(jiǎn)單地控制其行進(jìn)的速度和角速度，屬于人工和開(kāi)環(huán)控制，開(kāi)發(fā)者需要針對(duì)不同場(chǎng)合進(jìn)行復(fù)雜的參數(shù)配置和軌跡編程。同時(shí)，大部分底盤(pán)可調(diào)節(jié)參數(shù)(如速度、加速度等)更新麻煩，每次更新數(shù)據(jù)都需要重新編譯和下載程序，頻繁插拔通訊線纜。這一系列問(wèn)題的存在導(dǎo)致目前市場(chǎng)上依然很少有成熟的全向移動(dòng)底盤(pán)產(chǎn)品。

目前已有全向移動(dòng)底盤(pán)專(zhuān)利主要包括：

專(zhuān)利號(hào)CN201820327590.2，一種全向移動(dòng)底盤(pán)。該發(fā)明涉及的移動(dòng)底盤(pán)由電機(jī)、全向輪、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和供電系統(tǒng)組成。該發(fā)明簡(jiǎn)單闡述了全向移動(dòng)底盤(pán)的移動(dòng)原理，但止步于“怎樣實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)”，而在實(shí)際應(yīng)用中，僅僅了解其全向移動(dòng)的原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。從各傳動(dòng)部分的聯(lián)接細(xì)節(jié)，到如何實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制都沒(méi)有提及，很難從該專(zhuān)利轉(zhuǎn)化出可以實(shí)際使用的成品底盤(pán)。專(zhuān)利號(hào)CN201810951374.X，一種基于全向輪的自主移動(dòng)展示平臺(tái)。該發(fā)明公開(kāi)了一種基于全向輪的自主移動(dòng)展示平臺(tái),包括底盤(pán)和上層置物架。闡述了全向移動(dòng)底盤(pán)的全向移動(dòng)原理及其應(yīng)用的一種。但是對(duì)于其應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)方式?jīng)]有詳細(xì)闡述。并且，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，按其所述的底盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭建，會(huì)因?yàn)橐恍┎缓侠淼脑O(shè)計(jì)導(dǎo)致整體強(qiáng)度不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在通過(guò)底盤(pán)自身搭載的一系列傳感器，快速地進(jìn)行工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配置，針對(duì)不同的場(chǎng)地，選擇啟用或者只安裝特定的傳感器。搭載慣性傳感系統(tǒng)的底盤(pán)可以快速地針對(duì)不同場(chǎng)地進(jìn)行無(wú)縫切換使用，只需要導(dǎo)入已經(jīng)規(guī)劃好的軌跡信息即可；而使用光學(xué)或者磁力引導(dǎo)裝置的各種環(huán)境特征傳感器的底盤(pán)可以在節(jié)省成本的同時(shí)適應(yīng)各種不同類(lèi)型的引導(dǎo)線、保證對(duì)于不同場(chǎng)地的兼容。本發(fā)明所述的底盤(pán)提供自由配置參數(shù)的上位機(jī)軟件，該上位機(jī)可以通過(guò)配套的無(wú)線通訊模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和參數(shù)更新，不再需要頻繁地插拔線纜來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種一體式全向移動(dòng)底盤(pán)，包括動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)架、電池、具有供電與通訊功能的固定組件、磁力引導(dǎo)傳感器、線性CCD和具有無(wú)線通訊模塊的主控裝置；所述車(chē)架為六邊形結(jié)構(gòu)；所述動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置至少3組，分別與相互不相鄰的車(chē)架的邊框固定；所述動(dòng)力系統(tǒng)包括全向輪、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置；所述傳動(dòng)裝置在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下帶動(dòng)全向輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述磁力引導(dǎo)傳感器、線性CCD設(shè)置在車(chē)架上，與主控裝置線性連接；所述主控裝置為微控制器；所述電池為動(dòng)力系統(tǒng)、磁力引導(dǎo)傳感器和線性CCD提供電能；所述固定組件設(shè)置在電機(jī)架上，用于機(jī)械固定并進(jìn)行電能傳輸和機(jī)構(gòu)模塊間通訊。