[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

本發明涉及基于兩輪差速驅動的移動載體，包括移動載體結構主體，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；差速驅動模塊包括一對輪狀轉動體，一對輪狀轉動體同軸安裝在移動載體結構主體的底部，一對輪狀轉動體分別通過驅動機構驅動其轉動；車輪與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；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自主跟隨電氣控制模塊，自主跟隨電氣控制模塊控制驅動機構工作，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跟隨模式；該移動載體還可被用于實現多種移動結構；本發明能多方位自主跟隨。

技術領域

本發明屬于移動載體技術領域，尤其涉及基于兩輪差速驅動的移動載體及其控制方法、應用。

背景技術

三輪/四輪移動載體是工業生產、服務行業、休閑娛樂場所、及至生活中最常見的移動載體，包括輪椅、嬰兒車、購物車、物流運輸車、工業AGV、服務機器人，電子寵物等等。目前，三輪/四輪移動載體的智能化自跟隨是其中一個重要的發展方向。為此，研究一種基于兩輪差速驅動的移動載體及其控制方法、應用，以滿足工業生產、社會服務等市場的需求勢在必行，意義深遠，并且具有廣闊的應用前景和較高的實用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于兩輪差速驅動的移動載體及其控制方法、應用，以滿足工業生產、社會服務等市場的需求。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

基于兩輪差速驅動的移動載體，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。