[發明專利]非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法

有效

• 申請號: 201910408965.7
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110103998B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 袁志勇;鄒攀;王希翼
• 申請（專利權）人: 湖南馳眾機器人有限公司
• 主分類號: B61C9/46
• 分類號: B61C9/46;B61F5/38;B61F5/50
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 王培苓

本發明公開了一種非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，包括以下步驟：步驟1，四組舵輪機構非對稱設置在AGV底盤；步驟2，確定一個圓心，AGV以較小的轉彎半徑繞該圓心轉動，從而實現整車的轉向控制，該轉彎半徑為AGV底盤的中心與圓心的垂線段距離；步驟3，給定一個左轉或右轉時前方的行走輪的旋轉角度及速度，分別記作A1、V1，其他行走輪根據數學表達式計算出旋轉的角度和速度，控制AGV的每個行走輪按計算出的角度和速度圍繞圓心轉動，來實現AGV整車的任意轉向控制。本發明實現了空間的最大利用率，提高了AGV的適用范圍，同時能保證原地旋轉時各個輪子之間無滑動摩擦，有效提升了車輪的使用壽命。

技術領域

本發明涉及AGV設備技術領域，尤其涉及一種非對稱四舵輪AGV的轉向及平移運動控制方法。

背景技術

在現代物流分揀、配送和運輸領域中，例如AGV(Automated Guided Vehicle，自動導引運輸車)的輸送機構得到廣泛應用。AGV小車需要適應復雜的工廠環境，傳統的AGV小車一般采用雙差速驅動或單輪驅動，雙差速驅動的方式完全靠內外輪之間的速度差來實現轉向，小車在轉向及平移的過程中就存在車輪滑移、震動等情況，進而容易使車輪磨損，差速控制的本質也造成了能量損耗大的特點；單輪驅動則是僅使用一個驅動輪來實現行駛和轉向的功能，另外再利用兩個從動輪作為支撐，這種驅動方式的小車雙向運動性能差，轉向時容易使小車脫離預定軌道，造成安全事故，且其轉彎半徑大；在轉彎的行駛通道上由于其轉彎半徑較大往往需要較大的轉彎空間，當面對車間的設計空間有限時，常規四輪系AGV是無法完成角度較大的轉彎，從而限制了AGV的使用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，實現四組任意布置舵輪的AGV的運動控制，實現空間的最大利用率，大幅提高了AGV的適用范圍，同時能保證各個舵輪在行走過程中無滑動摩擦，有效提升行走輪的使用壽命。

為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案，一種非對稱四舵輪AGV轉向及平移運動的控制方法，包括AGV底盤、PLC控制系統、以及設置在AGV底座前后方的四組舵輪機構，舵輪機構包括行走輪、行走電機、角度傳感器、轉向電機，行走輪以及行走電機用于驅動AGV小車車身行走，轉向電機用于控制單個行走輪相對于車體的旋轉角度，同時，其轉向角度值可以通過舵輪機構上安裝的角度傳感器獲取，通過PLC控制系統來獨立控制行走輪的速度和轉向的角度，實現控制四舵輪AGV平移、轉向運動，四舵輪AGV的運動控制包括以下步驟：

步驟1，四組舵輪機構非對稱設置在AGV底盤，由于AGV現場工況及工藝需求，存在舵輪不能對稱的情況；

步驟2，確定一個圓心，AGV以較小的轉彎半徑繞該圓心轉動，從而實現整車的轉向控制，該轉彎半徑為AGV底盤的中心與圓心的垂線段距離，其數學表達式如下：

其中，B為前方兩組舵輪機構中心點之間的橫向距離，L為同側前后方兩舵輪機構中心點之間的距離，D為后方兩舵輪機構中心點的垂直距離；

步驟3，給定一個左轉或右轉時前方的行走輪的旋轉角度及速度，分別記作A1、V1，其他行走輪根據以下數學表達式(一)、(二)、(三)、(四)、(五)、(六)計算出旋轉的角度和速度，控制AGV的每個行走輪按計算出的角度和速度圍繞圓心轉動，來實現AGV整車的任意轉向控制：