[發(fā)明專利]一種可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011291073.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112373597A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪俊;吳家楓;袁昊;李遠(yuǎn)哲;馬明昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D61/12
• 分類號(hào): B62D61/12;B62D11/02;B60L15/20;B60L50/60
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發(fā)明公開了一種可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)。該最小移動(dòng)單元系統(tǒng)具備驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)向模塊、制動(dòng)模塊、控制模塊、感知模塊、定位模塊、拼接模塊和電池模塊；最小移動(dòng)單元系統(tǒng)利用感知模塊和定位模塊，感知可重構(gòu)智能汽車的拼接目標(biāo)并向拼接目標(biāo)精準(zhǔn)移動(dòng)，并利用拼接模塊實(shí)現(xiàn)最小移動(dòng)單元系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)拼接和解體；所述最小移動(dòng)單元系統(tǒng)采用兩輪結(jié)構(gòu)，集成了獨(dú)立行駛功能、差速轉(zhuǎn)向功能和阿克曼轉(zhuǎn)向功能；根據(jù)指令或當(dāng)前拼接狀態(tài)選擇所述差速轉(zhuǎn)向功能或所述阿克曼轉(zhuǎn)向功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)作。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)智能汽車的自主動(dòng)態(tài)拼接和解體，從而根據(jù)功能需要迅速實(shí)現(xiàn)智能汽車的變形與重構(gòu)，顯著提升未來智能汽車的智能化水平，滿足未來智能交通與智慧城市建設(shè)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人車與自動(dòng)駕駛車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)。

背景技術(shù)

可重構(gòu)智能汽車是智能汽車的未來發(fā)展方向，其可自主進(jìn)行動(dòng)態(tài)拼接或解體，具有可重構(gòu)性、可擴(kuò)展性、高通用性等特點(diǎn)，以滿足多功能任務(wù)需求等使用要求，是未來汽車領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)。通過智能汽車的動(dòng)態(tài)拼接，可以迅速提高其通過性、動(dòng)力性及其承載能力，以滿足相應(yīng)使用需求；通過可智能汽車的動(dòng)態(tài)解體，可以迅速提高其靈活性及機(jī)動(dòng)性。因此，可重構(gòu)智能汽車可以代替人類在各種環(huán)境中執(zhí)行作業(yè)任務(wù)。在民用中可廣泛應(yīng)用在物流、運(yùn)輸、清掃、擺渡、巡邏等任務(wù)需求中；在軍用中可廣泛應(yīng)用在城市作戰(zhàn)、越野作戰(zhàn)、偵察巡邏等任務(wù)需求中，在民用或軍用領(lǐng)域都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)是可重構(gòu)智能汽車的最小組成要素，是形成可重構(gòu)智能汽車的動(dòng)態(tài)拼接與解體的最小單元。最小移動(dòng)單元系統(tǒng)既要具有獨(dú)立智能行為，可以獨(dú)立完成任務(wù)，又需要具有可重構(gòu)性，便于動(dòng)態(tài)拼接和解體。因此，針對(duì)可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)的研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能汽車的自主動(dòng)態(tài)拼接和解體，從而快速提高其通過性、動(dòng)力性、承載能力、機(jī)動(dòng)性和靈活性；能夠安裝適應(yīng)不同的多功能任務(wù)需求的功能模塊，可滿足多功能任務(wù)需求等使用需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種可重構(gòu)智能汽車最小移動(dòng)單元系統(tǒng)，可通過拼接組成智能汽車，該最小移動(dòng)單元系統(tǒng)包括車身車架以及安裝在車身車架上的驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)向模塊、制動(dòng)模塊、控制模塊、感知模塊、定位模塊、拼接模塊和電池模塊；

車身車架兩側(cè)安裝有單獨(dú)設(shè)置的車輪；

驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)和差速轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)和差速轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，分別通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接一個(gè)車輪，實(shí)現(xiàn)行駛和差速轉(zhuǎn)向功能；

轉(zhuǎn)向模塊包括阿克曼轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)；阿克曼轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)具有一個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接兩個(gè)車輪，實(shí)現(xiàn)阿克曼轉(zhuǎn)向功能；

制動(dòng)模塊用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；

感知模塊利用傳感器感知環(huán)境信息；

定位模塊用于定位最小移動(dòng)單元系統(tǒng)當(dāng)前位置和獲取最小移動(dòng)單元系統(tǒng)的姿態(tài)；

拼接模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)最小移動(dòng)單元系統(tǒng)之間的可控拼接和解體；

電池模塊用于給最小移動(dòng)單元系統(tǒng)中的用電組件提供電能；

控制模塊連接驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)向模塊、制動(dòng)模塊、感知模塊、定位模塊、拼接模塊和電池模塊；控制模塊利用驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)向模塊和制動(dòng)模塊進(jìn)行最小移動(dòng)單元系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)控制，根據(jù)指令或當(dāng)前拼接狀態(tài)選擇所需差速轉(zhuǎn)向功能或阿克曼轉(zhuǎn)向功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向；利用感知模塊和定位模塊，感知拼接目標(biāo)并向拼接目標(biāo)精準(zhǔn)移動(dòng)；利用拼接模塊實(shí)現(xiàn)最小移動(dòng)單元系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)拼接和解體。

優(yōu)選地，所述車身車架為矩形鏤空框架；車輪通過懸架和減震器連接車身車架。