一种运动型机器及其转向方法技术

本发明专利技术适用于运动型机器技术领域，提供了一种运动型机器，包括机器本体、左前轮、右前轮、后轮、左前轮驱动机构、右前轮驱动机构、视觉检测模块、图像处理模块、计算模块以及动作控制模块。视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像；图像处理模块对图像进行处理，检测出该图像的质心；计算模块计算出质心与机器本体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左、右前轮各自的速度；动作控制模块控制左、右前轮驱动机构，使左、右前轮以计算出的速度运行。本发明专利技术的左、右前轮的速度可分别通过左、右前轮驱动机构单独提供动力，调节左、右前轮的速度差，可组合出不同的方向和速度，运动型机器可以做任意半径的旋转，能够灵活地避开障碍物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于运动型机器
，尤其涉及一种通过差速控制转向的运动型机器及其转向方法。
技术介绍
目前，在国内运动型机器行业中，运动形式按照传统的前轮导向，后轮驱动的形式进行设计，其中，后轮驱动形式包括三轮或四轮形式。前轮通过一个动力控制方向，后轮通过一个或两个动力进行驱动。在一定的转角内，后轮作为驱动与前轮作为驱动会得到相同的的结果，但当遇到急转弯或转弯半径过小的时候，后轮不能再把动力转换成运动，即不能转过去继续运动。因此，后轮驱动的缺点是转弯半径大，不能灵活的运动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种运动型机器及其转向方法，旨在解决现有技术中的运动型机器以后轮作为驱动时所存在的转弯半径大，不能灵活运动的问题。本专利技术是这样实现的，一种运动型机器，包括机器本体、左前轮、右前轮以及后轮，所述运动型机器还包括驱动左前轮旋转的左前轮驱动机构、驱动右前轮旋转的右前轮驱动机构、视觉检测模块、图像处理模块、计算模块以及动作控制模块；所述视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像；所述图像处理模块对图像进行处理，检测出该图像的质心；所述计算模块计算出质心与机器本体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左前轮以及右前轮各自的速度；所述动作控制模块控制左前轮驱动机构以及右前轮驱动机构，使左前轮以及右前轮以计算出的速度运行。进一步地，所述左前轮驱动机构包括第一电机、第一传动组件以及第一轮轴，所述右前轮驱动机构包括第二电机、第二传动组件以及第二轮轴；所述第一电机通过第一传动组件带动第一轮轴旋转；所述第二电机通过第二传动组件带动第二轮轴旋转；所述左前轮与第一轮轴固定连接，所述右前轮与第二轮轴固定连接。进一步地，所述第一传动组件包括第一主同步带轮、第一从动步带轮以及第一同步带，所述第一主同步带轮与第一电机传动连接，所述第一从动步带轮与第一轮轴传动连接，所述第一主同步轮以及第一从同步轮通过所述第一同步带传动连接。进一步地，所述第二传动组件包括第二主同步带轮、第二从动步带轮以及第二同步带，所述第二主同步带轮与第二电机传动连接，所述第二从动步带轮与第二轮轴传动连接，所述第二主同步轮以及第二从同步轮通过所述第二同步带传动连接。进一步地，所述后轮为万向轮。进一步地，所述视觉检测模块为摄像机或摄影机。进一步地，所述左前轮与右前轮的中心距为212mm。本专利技术为解决上述技述问题，还提供了一种运动型机器的转向方法，包括以下的步骤：S1、于运动型机器运行的路径上放置标记；S2、视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像；S3、图像处理模块对图像进行处理，检测出该图像的质心；S4、计算模块计算出质心与机器本体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左前轮以及右前轮各自的速度数字量，并将两者的速度数字量转换成速度模拟量；S5、动作控制模块根据速度模拟量控制左前轮驱动机构以及右前轮驱动机构，使左前轮以及右前轮以速度数字量的速度运行。进一步地，所述的S4步骤中还包括以下的步骤：S41、应用公式：V1＝V0-Kα，V2＝V0+Kα；计算出V1以及V2，上述公式中，V1：左前轮速度的数字量；V2：右前轮速度的数字量；V0：机器本体运行的速度数字量；K：为比例系数；α：质心与机器本体中线的夹角，带正负。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术的左前轮以及右前轮的速度可分别通过左前轮驱动机构、右前轮驱动机构单独提供动力，调节左、右前轮的速度差，可组合出不同的方向和速度，运动型机器可以做任意半径的旋转，能够灵活地避开障碍物。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种运动型机器的立体结构示意图。图2是图1所示运动型机器实现转向的流程图。图3是本专利技术实施例应用图像处理技术计算出图像质心与机器本体中线的夹角的原理图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，为本专利技术的一较佳实施例，一种运动型机器100，包括机器本体1、左前轮2、右前轮3、后轮4、左前轮驱动机构、右前轮驱动机构、视觉检测模块、图像处理模块、计算模块以及动作控制模块(图中均未示出)。左前轮驱动机构驱动左前轮2旋转，右前轮驱动机构驱动右前轮3旋转。视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像。图像处理模块对图像进行处理，检测出该图像的质心。计算模块计算出质心与机器本体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左前轮2以及右前轮3各自的速度。动作控制模块控制左前轮驱动机构以及右前轮驱动机构，使左前轮2以及右前轮3以计算出的速度运行。具体地，左前轮驱动机构包括第一电机51、第一传动组件52以及第一轮轴53。右前轮驱动机构包括第二电机61、第二传动组件62以及第二轮轴63。第一电机51通过第一传动组件52带动第一轮轴53旋转；第二电机61通过第二传动组件62带动第二轮轴63旋转；左前轮2与第一轮轴53固定连接，右前轮3与第二轮轴63固定连接。第一传动组件52包括第一主同步带轮521、第一从动步带轮522以及第一同步带523。第一主同步带轮521与第一电机51传动连接，第一从动步带轮522与第一轮轴53传动连接，第一主同步轮521以及第一从同步轮522通过第一同步带523传动连接。第二传动组件62包括第二主同步带轮621、第二从动步带轮622以及第二同步带623，第二主同步带轮621与第二电机61传动连接，第二从动步带轮622与第二轮轴63传动连接，第二主同步轮621以及第二从同步轮622通过第二同步带623传动连接。采用同步带传递动力，可使传动更平稳，噪声小，可缓冲吸振，能允许较大的中心距传动，过载时能打滑保护机械零件。在实际应用中，上述后轮可采用万向轮。视觉检测模块可采用摄像机或摄影机。为了保证在扭力足够的情况下，机器本体1的体积最小，结构更简单美观，左前轮2与右前轮3的中心距设置为212mm，第一主同步带轮521与第一从动步带轮522的传动比为2.22：1，第二主同步带轮621与第二从动步带轮622的传动比亦为2.22：1。左、右前轮2、3轴心中心与后轮4之间的距离为258mm。对于上述的第一、第二传动组件52、62，可采用齿轮传动来替换。在<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动型机器，包括机器本体、左前轮、右前轮以及后轮，其特征在于，所述运动型机器还包括驱动左前轮旋转的左前轮驱动机构、驱动右前轮旋转的右前轮驱动机构、视觉检测模块、图像处理模块、计算模块以及动作控制模块；所述视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像；所述图像处理模块对图像进行处理，检测出该图像的质心；所述计算模块计算出质心与机器本体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左前轮以及右前轮各自的速度；所述动作控制模块控制左前轮驱动机构以及右前轮驱动机构，使左前轮以及右前轮以计算出的速度运行。

【技术特征摘要】
1.一种运动型机器，包括机器本体、左前轮、右前轮以及后轮，其特征在
于，所述运动型机器还包括驱动左前轮旋转的左前轮驱动机构、驱动右前轮旋
转的右前轮驱动机构、视觉检测模块、图像处理模块、计算模块以及动作控制
模块；
所述视觉检测模块采集路径上预先设置好的标记的图像；所述图像处理模
块对图像进行处理，检测出该图像的质心；所述计算模块计算出质心与机器本
体中线的夹角，并根据夹角的大小和方向计算出左前轮以及右前轮各自的速度；
所述动作控制模块控制左前轮驱动机构以及右前轮驱动机构，使左前轮以及右
前轮以计算出的速度运行。
2.如权利要求1所述的运动型机器，其特征在于，所述左前轮驱动机构包
括第一电机、第一传动组件以及第一轮轴，所述右前轮驱动机构包括第二电机、
第二传动组件以及第二轮轴；所述第一电机通过第一传动组件带动第一轮轴旋
转；所述第二电机通过第二传动组件带动第二轮轴旋转；所述左前轮与第一轮
轴固定连接，所述右前轮与第二轮轴固定连接。
3.如权利要求2所述的运动型机器，其特征在于，所述第一传动组件包括
第一主同步带轮、第一从动步带轮以及第一同步带，所述第一主同步带轮与第
一电机传动连接，所述第一从动步带轮与第一轮轴传动连接，所述第一主同步
轮以及第一从同步轮通过所述第一同步带传动连接。
4.如权利要求2或3所述的运动型机器，其特征在于，所述第二传动组件
包括第二主同步带轮、第二从动步带轮以及第二同步带，所述第二主同步带轮

【专利技术属性】
技术研发人员：邢元庆，陈超，康展江，
申请(专利权)人：深圳安迪尔智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44