一种移动搬运机器人及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种移动搬运机器人及其控制方法，属于全方位轮式移动机器人领域，移动搬运机器人包括车身、气动控制系统、全方位驱动轮模块和多个载重万向轮，气动控制系统、和全方位驱动轮模块分别安装于车身，全方位驱动轮模块包括多个驱动机构，多个驱动机构沿车身的周向间隔设置，多个驱动机构分别与气动控制系统连接，气动控制系统用于自动调节驱动机构在沿垂直于车身的板面方向上的位置；多个载重万向轮沿车身的周向间隔设置；控制方法用于对上述的移动搬运机器人进行控制。本发明专利技术提供的移动搬运机器人的驱动机构完全围绕车身的重心分布，气动控制系统用于自动调节驱动机构的位置，可以保证驱动机构与地面的完美接触，从而避免打滑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全方位轮式移动机器人领域，具体而言，涉及一种移动搬运机器人及其控制方法。
技术介绍
全方位轮式移动机器人在二维平面具有三个自由度，可沿任意方向同时作平动和转动，具备在不改变车体姿态的情况下实现向任意方向移动的能力，非常适合应用于空间狭窄或者对机器人机动性要求高的场合，如工业中搬运小车机器人、全方位移动轮椅等。为了有效缓冲因地面不平整性对机器人车身造成的震动冲击，提高机器人运行的平稳性，目前大部分应用是在车身与全方位轮之间增加弹性减震装置，如：弹簧，或基于弹簧的减震装置。专利技术人在研究中发现，现有的机器人至少存在以下缺点：现有的机器人在地面较为崎岖时，易造成某些驱动轮悬空打滑而丧失驱动力，即便在地面凹凸程度不严重的场合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动搬运机器人，以改善现有机器人易打滑的问题。本专利技术的目的在于提供一种控制方法，对上述的搬运机器人进行控制，以改善现有机器人易打滑的问题。本专利技术是这样实现的：基于上述的第一目的，本专利技术提供了一种移动搬运机器人，包括车身、气动控制系统、全方位驱动轮模块和多个载重万向轮，所述气动控制系统、和所述全方位驱动轮模块分别安装于所述车身，所述全方位驱动轮模块包括多个驱动机构，多个所述驱动机构沿所述车身的周向间隔设置，多个所述驱动机构分别与所述气动控制系统连接，所述气动控制系统用于自动调节所述驱动机构在沿垂直于所述车身的板面方向上的位置；多个所述载重万向轮沿所述车身的周向间隔设置。本专利技术提供的移动搬运机器人的驱动机构完全围绕车身的重心分布，气动控制系统用于自动调节驱动机构在沿垂直于车身板面方向上的位置，可以保证驱动机构与地面的完美接触，从而避免打滑。进一步地，所述驱动机构包括动力机构和用于自动调节所述动力机构在沿垂直于所述车身的板面方向上的距离的控制器，所述动力机构安装在所述控制器的输出端，所述控制器安装在所述车身上，所述控制器与所述气动控制系统连接，所述气动控制系统用于的输出值。气动控制系统可以对控制器进行控制，通过对控制器的控制，控制器的输出端可以对动力机构的位置进行自动调节，使移动搬运机器人无论在何时，其各个动力机构都可以与地面接触并产生摩擦，为移动搬运机器人提供动力，避免打滑。进一步地，所述控制器为气缸，所述气缸安装在所述车身上，所述动力机构安装于所述气缸的输出端，所述气动控制系统用于控制所述气缸的输出距离。气缸的行程可控，通过对气缸行程的控制，可以对动力机构的位置进行控制，气缸的行程控制较为准确，且控制简单。进一步地，所述气缸为双杆气缸。双轴杆气缸有效行程较大，其产生的下压力能够保证各全方位驱动轮在崎岖路面不会悬空，始终保持驱动力的有效性，双杆气缸的输出轴为两根，因此双杆气缸在工作时更加的稳定，同时双杆气缸的行程较大，当地面崎岖的程度较大时也可以保证驱动机构与地面接触，避免驱动机构悬空的情况发生，从而避免打滑。进一步地，所述动力机构包括全方位轮、轮架和驱动电机，所述轮架安装于所述控制器的输出端，所述全方位轮和所述驱动电机分别安装于所述轮架，且所述驱动电机驱动连接所述全方位轮。气缸推动，使全方位轮随时都可以与地面接触，每个驱动机构都有一个独立的驱动电机驱动，在移动搬运机器人移动时，可以根据需求让部分驱动电机工作，而部分驱动电机停止运行，可以有效的减少消耗，节约使用成本。进一步地，所述全方位轮为Omni轮。omni wheel能够在许多不同的方向移动，左右车轮的小光盤将全力推出，但也将极大的方便横向滑动。这是一个建立完整的驱动器的方法。进一步地，所述载重万向轮包括安装板、第一连接件、第二连接件、脚轮和可控弹性件，所述安装板安装在所述车身底部，所述第一连接件与所述安装板转动连接，所述第一连接件沿垂直于所述车身的板面的方向相对于所述安装板转动，所述第二连接件与所述第一连接件转动连接，所述第二连接件沿平行于所述车身的板面的方向相对于所述第一连接件转动，所述脚轮安装于所述第二连接件，所述可控弹性件的一端与所述第一连接件连接，所述可控弹性件的另一端与所述第二连接件连接，所述可控弹性件令所述第二连接块具有远离所述第一连接件的趋势。可控弹性件可以起到减震的效果，能有效缓冲凹凸地面对车身的震动与冲击，可提高车身运行的平稳性。进一步地，所述可控弹性件包括螺母、螺栓和呈压缩状态的弹簧，所述螺母固定在所述第一连接件上，所述螺栓与所述第二连接件转动连接，且所述螺栓螺接于所述螺母；所述弹簧套设于所述螺栓，且所述弹簧的一端与所述螺母连接，所述弹簧的另一端与所述第二连接件连接。拧动螺栓，可以控制第二连接件与螺母之间的距离，当第二连接件与螺母的距离较大时，弹簧的弹力较小，当第二连接件与螺母之间的距离较小时，弹簧的弹力较大。进一步地，所述载重万向轮还包括电磁式驻车制动器，所述电磁式驻车制动器安装在所述脚轮上。电磁式驻车制动器为常闭设置，在移动搬运机器人静止时必须关闭，防止机器人出现溜车现象，机器人运行时必须开启，使脚轮能够自由转动。基于上述的第二目的，本专利技术还提供了一种对上述的移动搬运机器人的控制方法，包括以下步骤：先将多个所述载重万向轮安装在所述车身上，然后将所述移动搬运机器人放平，对各个所述载重万向轮承受的力进行测量，找出所述车身的重心；接着将多个所述驱动机构围绕所述车身的重心间隔设置；将所述移动搬运机器人安装好后，操控所述气动控制系统，所述气动控制系统可以调节所述驱动机构的位置，使多个所述驱动机构和多个所述载重万向轮均位于同一平面上；此时控制所述驱动机构，驱动机构可以带动移动搬运机器人沿各个方向移动。与现有技术相比，本专利技术实现的有益效果是：本专利技术提供的移动搬运机器人的驱动机构完全围绕车身的重心分布，气动控制系统用于自动调节驱动机构在沿垂直于车身板面方向上的位置，可以保证驱动机构与地面的完美接触，从而避免打滑。附图说明图1示出了本专利技术较优实施例提供的搬运机器人的示意图；图2示出了本专利技术较优实施例提供的全方位驱动轮模块的示意图；图3示出了本专利技术较优实施例提供的载重万向轮在第一视角的示意图；图4示出了本专利技术较优实施例提供的载重万向轮在第二视角的示意图。图标：101-车身；102-气动控制系统；103-全方位驱动轮模块；104-载重万向轮；105-控制器；106-轮架；107-驱动电机；108-全方位轮；109-安装板；110-第一连接件；111-第二连接件；112-脚轮；113-可控弹性件；114-螺母；115-弹簧；116-螺栓；117-电磁式驻车制动器。具体实施方式全方位轮式移动机器人在二维平面具有三个自由度，可沿任意方向同时作平动和转动，具备在不改变车体姿态的情况下实现向任意方向移动的能力，非常适合应用于空间狭窄或者对机器人机动性要求高的场合，如工业中搬运小车机器人、全方位移动轮椅等。为了有效缓冲因地面不平整性对机器人车身造成的震动冲击，提高机器人运行的平稳性，目前大部分应用是在车身与全方位轮之间增加弹性减震装置，如：弹簧，或基于弹簧的减震装置。专利技术人在研究中发现，现有的机器人至少存在以下缺点：现有的机器人在地面较为崎岖时，易造成某些驱动轮悬空打滑而丧失驱动力，即便在地面凹凸程度不严重的场合。为了使上述问题得到改善，本专利技术提供了一种移动搬运机器人，包括车身、气动控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动搬运机器人，其特征在于，包括车身、气动控制系统、全方位驱动轮模块和多个载重万向轮，所述气动控制系统、和所述全方位驱动轮模块分别安装于所述车身，所述全方位驱动轮模块包括多个驱动机构，多个所述驱动机构沿所述车身的周向间隔设置，多个所述驱动机构分别与所述气动控制系统连接，所述气动控制系统用于自动调节所述驱动机构在沿垂直于所述车身的板面方向上的位置；多个所述载重万向轮沿所述车身的周向间隔设置。

【技术特征摘要】
1.一种移动搬运机器人，其特征在于，包括车身、气动控制系统、全方位驱动轮模块和多个载重万向轮，所述气动控制系统、和所述全方位驱动轮模块分别安装于所述车身，所述全方位驱动轮模块包括多个驱动机构，多个所述驱动机构沿所述车身的周向间隔设置，多个所述驱动机构分别与所述气动控制系统连接，所述气动控制系统用于自动调节所述驱动机构在沿垂直于所述车身的板面方向上的位置；多个所述载重万向轮沿所述车身的周向间隔设置。2.根据权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述驱动机构包括动力机构和用于自动调节所述动力机构在沿垂直于所述车身的板面方向上的距离的控制器，所述动力机构安装在所述控制器的输出端，所述控制器安装在所述车身上，所述控制器与所述气动控制系统连接，所述气动控制系统用于的输出值。3.根据权利要求2所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述控制器为气缸，所述气缸安装在所述车身上，所述动力机构安装于所述气缸的输出端，所述气动控制系统用于自动调节所述气缸的输出距离。4.根据权利要求3所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述气缸为双杆气缸。5.根据权利要求2所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述动力机构包括全方位轮、轮架和驱动电机，所述轮架安装于所述控制器的输出端，所述全方位轮和所述驱动电机分别安装于所述轮架，且所述驱动电机驱动连接所述全方位轮。6.根据权利要求5所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述全方位轮为Omni轮。7.根据权利要求1所述的移动搬运机器人，其特征在于，所述载重万向轮包括安装板、第一连接件、第二连接件、脚轮和可控...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海宁，楼佩煌，刘黎明，郭大宏，杨雷，张炯，武星，钱晓明，任耀庆，熊新，郑竹安，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32