一种四轮驱动的全向传送系统及工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种四轮驱动的全向传送系统及工作方法，由多个全向传送模块拼接构成，所述全向传送模块包括正四边形的支撑板，所述支撑板固定有四个驱动机构，所述驱动机构分别连接有全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为90°，且与支撑板侧端面的夹角为45°，四个全向轮的中心点分布于一个与支撑板同心的圆上，全向轮的两个端面的对称面与中心点所在的圆相切，支撑板的边长等于全向轮中心点所在的圆的半径的

【技术实现步骤摘要】
一种四轮驱动的全向传送系统及工作方法
本专利技术涉及传送设备
，具体涉及一种四轮驱动的全向传送系统及工作方法。
技术介绍
随着互联网的发展，网络购物已经变得越来越普及。在货物运输过程中自然少不了物流，为了提升物流的效率，货物的高效分拣成为了解决该问题的关键突破点。但是,专利技术人发现，市场上的传送带一般都是单一方向进行传送的,这种传送带无法有效分检物品。目前许多专利文献都对提升传送带效率开展了研究，然而专利技术人发现，现有的研究侧重点往往是通过对传送带增加辅助设备，如机械臂或图像传感器，来增加传送带的智能性。这种方法并未改变传送带的本体结构，只是通过外部设备来实现货物的分拣或者码垛等功能，未能从根本上解决传送带分拣的效率问题。专利技术人还发现目前市面上的万向传送装置，只能进行某些方向的传送，并不能实现真正的360°任意方向的传送，还有些万向传送装置，虽然可以实现360°的万向传送，但对传送机构的运动进行规划时，由于传送机构的结构原因导致传送机构的运动规划过程较为复杂，极大的降低了工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种四轮驱动的全向传送系统，可实现货物沿任意方向的行驶，并且在行进过程中可以随意调节货物自身的姿态，具有较好的能源利用率，方便维修。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种四轮驱动的全向传送系统，由多个全向传送模块拼接构成，所述全向传送模块包括正四边形的支撑板，所述支撑板固定有四个驱动机构，所述驱动机构分别连接有全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为90°，且与支撑板侧端面的夹角为45°，四个全向轮的中心点分布于一个与支撑板同心的圆上，全向轮的两个端面的对称面与中心点所在的圆相切，支撑板的边长等于全向轮中心点所在的圆的半径的倍。通过四个轴线呈90°夹角的全向轮，实现了货物沿任意方向的传动，通过支撑板的边长等于四个全向轮中心点所在的圆的半径的倍且中心点所在圆与支撑板同心的设计，可以使相邻两个全向传送模块相邻的四个全向轮仍分布于一个相同半径的圆周上，提高了货物运动的稳定性并减少了全向轮运动规划的复杂度。进一步的，所述驱动机构采用电机，所述电机固定在支撑板的底端面，电机的输出轴与全向轮连接，全向轮上部部分通过支撑板设置的开口伸出至支撑板上方。进一步的，所述全向轮包括同心设置的第一支撑轮毂及第二支撑轮毂，所述第一支撑轮毂及第二支撑轮毂的外圆周面设有交错分布的缺口，所述缺口处转动连接有转动轮，转动轮依靠与货物的摩擦力产生被动转动，减小货物运动的阻力。进一步的，所述开口的开口壁安装有探测装置，用于检测全向轮上方是否有货物。进一步的，所述支撑板的中心位置设有万向支撑装置，相邻全向传送模块交界位置处设有多个万向支撑装置，用于对货物进行支撑并减小货物运动的阻力。进一步的，所述支撑板与支撑柱顶端固定连接，所述支撑柱的底端与底板固定连接，所述底板固定有模块控制器，所述模块控制器与驱动机构连接，用于控制驱动机构的运动，所述模块控制器与系统总控制器连接，接收系统总控制器的指令进行工作。本专利技术还公开了一种三轮驱动的全向传送系统的工作方法，包括以下步骤：步骤1：对待运输的货物运动路径进行规划，设定待运输货物的运输速度，根据所需的货物姿态设定其转动角速度；步骤2：根据规划的路径及设定的货物运输速度及转动角速度，计算出货物经过每个全向传送模块时，全向传送模块全向轮的转动线速度。步骤3：货物运动路径所经过的全向传送模块工作，全向轮安装步骤2计算得到的转动线速度转动，对货物进行传送。进一步的，所述步骤1的具体步骤为：步骤(1)系统总控制器建立栅格地图，所述栅格地图由多个正四边形栅格组成，确定货物进入传送系统位置和离开传送系统位置在栅格地图上的位置，将其标记为起始点和终止点。步骤(2)构建起始点和终止点的连线作为直线路径，并根据货物的尺寸，确定直线路径所经过的正四边形栅格。步骤(3)系统总控制器判断直线路径所经过的正四边形栅格所对应全向传送模块的可通过性，如果直线路径对应的全向传送模块均可通行，系统总控制器根据直线路径的行进方向将所需的运动指令发送给模块控制器，如果直线路径所对应的全向传送模块中含有不可通行的全向传送模块，则利用A*算法重新规划路径。进一步的，所述步骤(3)中，当直线路径所对应的全向传送模块中含有不可通行的全向传送模块时，首先将不可通行的全向传送模块所对应的正四边形栅格确定为不可通行栅格，然后根据货物的结构半径对不可通行栅格进行膨胀，确定不可通行区域，其他区域为可通行区域，在可通行区域中利用A*算法进行路径规划。进一步的，所述步骤2中的具体方法为：在四个全向轮中心点所在圆的平面上建立由X轴和Y轴构成的XY坐标系，将货物的运输速度拆分为沿X轴及沿Y轴的两个分速度，建立两个分速度、设定的货物转动角速度与四个全向轮所需转动线速度的速度平衡方程，根据速度平衡方程得到四个全向轮所需的转动线速度。本专利技术的有益效果：1.本专利技术通过设置四个呈90°夹角分布的全向轮，通过全向轮不同的转动线速度，可以将货物按照任意方向进行传送，实现了货物的按照设定的速度及路径进行全向传送，而且可以实现货物自身角度的转动，调节货物的姿态，路径设计时采用了最优的路径规划算法，提升了传送系统的工作效率。2.本专利技术的四个全向轮的中心点分布于同一个圆上，全向轮的两个端面的对称面与中心点所在的圆相切，支撑板的边长等于全向轮中心点所在的圆的半径的倍，极大减小了全向轮运动规划的复杂度。3.本专利技术的传送系统，通过多个全向传送模块拼接构成，安装简单方便，全向传送模块的添加和分离都极为方便，灵活性强。4.本专利技术的传送系统，全向传送模块只有和货物短暂接触时才会运作耗能，如果其中一个模块出现故障，只需要更换故障模块即可，完全不影响传送系统的工作。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本专利技术传送系统整体结构示意图；图2为本专利技术全向传送模块结构示意图一；图3为本专利技术全向传送模块结构示意图二；图4为本专利技术相邻全向传送模块布置示意图；图5为本专利技术全向轮结构示意图；图6为本专利技术货物运动路径为直线路径时的路径示意图；图7为本专利技术采用A*算法规划路径示意图；图8为本专利技术全向轮的转动线速度计算原理示意图；其中，1.全向传送模块，1-1.支撑板，1-2.支撑柱，1-3.底板，1-4.模块控制器，1-4-1.电机总线接口，1-4-2.电源及信号接口，1-5.第一安装孔，1-6.电机，1-7.电机座，1-8.联轴器，1-9.全向轮，1-9-1.第一支撑轮毂，1-9-2.第二支撑轮毂，1-9-3.转动轮，1-10.红外探测传感器，1-11.牛眼万向轮，1-12.第二安装孔，2.支架，3.第一圆周，4.第二圆周，5.第一全向轮，6.第二全向轮，7.第三全向轮，8.第四全向轮，9.第五全向轮，10.第六全向轮。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，由多个全向传送模块拼接构成，所述全向传送模块包括正四边形的支撑板，所述支撑板固定有四个驱动机构，所述驱动机构分别连接有全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为90°，且与支撑板侧端面的夹角为45°，四个全向轮的中心点分布于一个与支撑板同心的圆上，全向轮的两个端面的对称面与中心点所在的圆相切，支撑板的边长等于全向轮中心点所在的圆的半径的

【技术特征摘要】
1.一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，由多个全向传送模块拼接构成，所述全向传送模块包括正四边形的支撑板，所述支撑板固定有四个驱动机构，所述驱动机构分别连接有全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为90°，且与支撑板侧端面的夹角为45°，四个全向轮的中心点分布于一个与支撑板同心的圆上，全向轮的两个端面的对称面与中心点所在的圆相切，支撑板的边长等于全向轮中心点所在的圆的半径的倍。2.如权利要求1所述的一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，所述驱动机构采用电机，所述电机固定在支撑板的底端面，电机的输出轴与全向轮连接，全向轮上部部分通过支撑板设置的开口伸出至支撑板上方。3.如权利要求1所述的一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，所述全向轮包括同心设置的第一支撑轮毂及第二支撑轮毂，所述第一支撑轮毂及第二支撑轮毂的外圆周面设有交错分布的缺口，所述缺口处转动连接有转动轮。4.如权利要求2所述的一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，所述开口的开口壁安装有探测装置，用于检测全向轮上方是否有货物。5.如权利要求1所述的一种四轮驱动的全向传送系统，其特征在于，所述支撑板的中心位置设有万向支撑装置，相邻全向传送模块交界位置处设有多个万向支撑装置，用于对货物进行支撑并减小货物运动的阻力。6.如权利要求1所述的一种三轮驱动的全向传送系统，其特征在于，所述支撑板与支撑柱顶端固定连接，所述支撑柱的底端与底板固定连接，所述底板固定有模块控制器，所述模块控制器与驱动机构连接，用于控制驱动机构的运动，所述模块控制器与系统总控制器连接，接收系统总控制器的指令进行工作。7.一种权利要求1-6任一项所述的四轮驱动的全向传送系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对待运输的货物运动路径进行规划，设定待运输货物的运输速...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，王培，张友盼，陈冠文，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37