[發明專利]基于兩輪差速驅動的移動載體及其控制方法、應用

在審

• 申請號: 202110136829.4
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112757912A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張永立
• 申請（專利權）人: 北京理工大學珠海學院
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B62D11/04;G05D1/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

1.基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：包括移動載體結構主體，所述移動載體結構主體底部安裝差速驅動模塊及一個或兩個車輪；

所述差速驅動模塊包括一對輪狀轉動體，一對所述輪狀轉動體同軸安裝在所述移動載體結構主體的底部，一對所述輪狀轉動體分別通過驅動機構驅動其轉動；一個或兩個所述車輪也安裝在所述移動載體結構主體的底部，且一個或兩個所述車輪與所述輪狀轉動體非同軸安裝；

還包括自主跟隨電氣控制模塊及自主跟隨測距模塊；所述自主跟隨測距模塊能測量移動載體與被跟隨者的距離，并將測量的數據傳輸給所述自主跟隨電氣控制模塊，所述自主跟隨電氣控制模塊控制所述驅動機構工作，通過一對所述驅動機構分別調節一對輪狀轉動體的轉速來實現所述移動載體的前進、后退、轉彎、停止狀態，實現被跟隨者在移動載體的周邊任意朝向位置上的被跟隨。

2.根據權利要求1所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：所述自主跟隨電氣控制模塊包括供電模塊、控制系統、陀螺儀、通訊模塊，所述陀螺儀用于檢測移動載體的位置與運動狀態；所述供電模塊通過DC-DC模塊為所述控制系統、陀螺儀供電，所述自主跟隨測距模塊將測得的數據傳輸到控制系統。

3.根據權利要求1所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：所述自主跟隨測距模塊采用UWB、激光雷達、視覺圖像、超聲雷達、毫米波雷達、紅外雷達中的任意一種測距方式實現測量移動載體與被跟隨者間的距離。

4.根據權利要求1所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：一對所述輪狀轉動體采用輪轂車輪，所述驅動機構包括一對直流伺服電機，一對所述直流伺服電機分別通過減速機連接到一對所述輪狀轉動體。

5.根據權利要求1所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：一對所述輪狀轉動體采用直流伺服輪轂電機，所述驅動機構包括一對伺服電機驅動器，一對所述伺服電機驅動器驅動一對所述直流伺服輪轂電機轉動，并能通過分別改變兩個直流伺服輪轂電機的轉速，實現兩輪的差速控制。

6.根據權利要求2所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：還包括手持終端，所述手持終端與被跟隨者同步運動，所述手持終端通過通訊模塊與所述自主跟隨電氣控制模塊連接，并能通過發布指令使得所述自主跟隨電氣控制模塊工作。

7.根據權利要求2所述的基于兩輪差速驅動的移動載體，其特征在于：所述移動載體結構主體上還安裝有自動避障模塊、人臉識別模塊、智能語音模塊、報警模塊，且所述自動避障模塊、人臉識別模塊、智能語音模塊、報警模塊均與所述控制系統電路連接；所述自動避障模塊能檢測移動載體前進過程中前方障礙物，并使得所述移動載體停車；所述人臉識別模塊能進行人臉特征識別；所述智能語音模塊能實現應用需要的語音控制、語音互動、語音識別及娛樂服務，所述控制系統控制所述報警模塊報警。

8.權利要求1-7任一項所述的基于兩輪差速驅動的移動載體的控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

獲取移動載體本身的方位與狀態信息、被跟隨者的位置信息；

根據自主跟隨測距模塊的布置方式，以及基于測距的自主跟隨控制量的選取，按照控制算法，確定跟隨控制量，通過一對驅動機構分別調節一對輪狀轉動體的轉速來實現移動載體的前進、后退、轉彎、停止狀態，實現被跟隨者在移動載體的周邊任意朝向位置上的被跟隨。

9.權利要求1-7任一項所述的基于兩輪差速驅動的移動載體的應用，其特征在于：以所述移動載體為基本兩輪差速驅動方式的多種輪式移動裝置。

10.根據權利要求9所述的基于兩輪差速驅動的移動載體的應用，其特征在于：所述輪式移動裝置為輪椅、嬰兒車、寵物車、購物車、行李推車、移動服務機器人、移動行李箱中的任意一種。