一种行走装置、用于行走装置的控制系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种行走装置，包括框架组件，在所述框架组件下方安装多组行走轮机构；其中，每一组行走轮机构至少包含舵轮组件和辅助轮组件，舵轮组件包括舵轮，辅助轮组件包括辅助轮；其中，舵轮被配置为：沿竖直方向往复运动，并且舵轮被配置为：转向运动；辅助轮被配置为：沿竖直方向往复运动。本发明专利技术环境适应性强，移动灵活，能够跨越沟壑及台阶(障碍物)并中保持平稳姿态。持平稳姿态。持平稳姿态。

【技术实现步骤摘要】
一种行走装置、用于行走装置的控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及物流装卸设备
，特别是指尤其涉及一种行走装置、用于行走装置的控制系统和方法。

技术介绍

[0002]随着移动机器人技术的发展，移动机器人的不断演进，移动机器人出现了多种行走装置，其应用越来越普遍，现有移动机器人的行走装置通常为轮式结构或履带式结构。但在实际使用过程中，由于生产厂房的地面存在沟壑或台阶(障碍物)等障碍，使得机器人在不能跨越这些障碍或跨越时不能保持平稳姿态导致无法正常执行任务。
[0003]目前行走装置以驱动轮+从动轮的结构为主，其主要优点是结构简单、移动速度快、运行平稳、成本低。常见的移动机器有单舵轮型，双舵轮型，差速轮型，这些结构都可以实现移动机器人的灵活移动和转向，但是对厂区地面要求严格，基本都只适用于平坦的场景。在突出障碍物相对较大或沟壑宽度大于轮组的直径时，非常容易导致轮组卡死或悬空等情况，导致移动机器人无法通过。采用履带式的行走装置能够获得较好的越障能力，但是履带式底盘自重大，结构复杂，在通过台阶(障碍物)和沟壑时底盘有前倾、后仰等晃动现象，行走搬运物料时存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种行走装置、用于行走装置的控制系统和方法，以解决现有行走装置在突出障碍物相对较大或沟壑宽度大于轮组的直径时，非常容易导致轮组卡死或悬空的技术问题。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种行走装置，所述行走装置包括框架组件，在所述框架组件下方安装多组行走轮机构；
[0007]其中，每一组行走轮机构至少包含舵轮组件和辅助轮组件，所述舵轮组件包括舵轮，所述辅助轮组件包括辅助轮；
[0008]其中，所述舵轮被配置为：沿竖直方向往复运动，并且所述舵轮被配置为：转向运动；所述辅助轮被配置为：沿竖直方向往复运动。
[0009]在一个较佳的实施例中，所述舵轮组件还包括：第一支撑架、第一齿轮、第一齿条和第一升降电机；
[0010]所述第一支撑架上固定所述第一齿条，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合，所述第一齿轮与所述第一升降电机的输出轴连接，所述第一升降电机本体与所述框架组件固定，所述舵轮与所述第一支撑架连接；
[0011]所述第一升降电机驱动所述第一齿轮旋转，所述第一齿条响应所述第一齿轮沿竖直方向往复运动，从而带动所述第一支撑架和所述舵轮沿竖直方向往复运动。
[0012]在一个较佳的实施例中，所述辅助轮组件还包括：第二支撑架、第二齿轮、第二齿
条和第二升降电机；
[0013]所述第二支撑架上固定所述第二齿条，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合，所述第二齿轮与所述第二升降电机的输出轴连接，所述第二升降电机本体与所述框架组件固定，所述辅助轮与所述第二支撑架连接；
[0014]所述第二升降电机驱动所述第二齿轮旋转，所述第二齿条响应所述第二齿轮沿竖直方向往复运动，从而带动所述第二支撑架和所述辅助轮沿竖直方向往复运动。
[0015]在一个较佳的实施例中，所述舵轮组件还包括第一直线导轨和第一滑块；所述第一直线导轨与所述第一支撑架固定，所述第一滑块安装在所述第一直线导轨上并与所述框架组件连接；
[0016]当所述第一齿条响应所述第一齿轮沿竖直方向往复运动时，所述第一直线导轨相对于所述第一滑块沿竖直方向往复运动。
[0017]在一个较佳的实施例中，所述辅助轮组件还包括第二直线导轨和第二滑块；所述第二直线导轨与所述第二支撑架固定，所述第二滑块安装在所述第二直线导轨上并与所述框架组件连接；
[0018]当所述第二齿条响应所述第二齿轮沿竖直方向往复运动时，所述第二直线导轨相对于所述第二滑块沿竖直方向往复运动。
[0019]在一个较佳的实施例中，所述舵轮组件还包括第三支撑架、转向机构、转向电机和行走电机；
[0020]所述第一支撑架与所述转向机构连接，所述转向机构与所述第三支撑架连接，所述舵轮与所述第三支撑架连接，从而使所述舵轮通过所述第三支撑架和所述转向机构，与所述第一支撑架连接；
[0021]所述第三支撑架上安装所述转向电机和所述行走电机，所述转向机构与所述转向电机的输出轴连接，所述转向机构响应所述转向电机旋转，驱动所述第三支撑架旋转，从而带动所述舵轮旋转，实现舵轮转向；
[0022]所述行走电机，用于驱动所述舵轮行走。
[0023]本专利技术的另一个目的在于提供一种用于行走装置的控制系统，所述控制系统包括：主控单元组件、传感器组件和电驱动组件；
[0024]所述主控单元组件包括工控机和PLC控制器；所述传感器组件包括前激光雷达、后激光雷达、深度相机、光电传感器和惯性传感器；所述电驱动组件包括多个伺服驱动器；
[0025]所述工控机与所述PLC控制器通过第一总线连接；所述PLC控制器与多个所述伺服驱动器通过第二总线连接；
[0026]所述前激光雷达和所述后激光雷达，用于采集行走装置所处的环境数据；所述深度相机，用于采集行走装置前端的沟壑/障碍物的图像数据；所述光电传感器，用于对行走装置前端的沟壑/障碍物进行检测定位，采集行走装置前端的沟壑/障碍物的位置数据；
[0027]所述工控机通过第一总线连接所述前激光雷达、所述后激光雷达、所述深度相机和所述光电传感器，用于处理所述前激光雷达、所述后激光雷达、所述深度相机和所述光电传感器采集的数据，并转换为控制数据输出至所述PLC控制器；
[0028]所述惯性传感器，用于测量行走装置的位姿数据；所述工控机通过第一总线连接所述惯性传感器，采集行走装置的位姿数据；
[0029]所述PLC控制器，用于接收所述工控机发送的控制数据，生成运动控制数据，并将运动控制数据发送至所述电驱动组件的多个所述伺服驱动器，所述伺服驱动器驱动行走装置的第一升降电机、第二升降电机、转向电机或行走电机动作。
[0030]在一个较佳的实施例中，所述工控机包括激光雷达SDK模块、PCL点云处理模块、图像处理模块、沟壑/障碍物识别模块和导航模块；
[0031]激光雷达SDK模块，用于获取所述前激光雷达和所述后激光雷达采集的行走装置所处的环境数据，发送至所述PCL点云处理模块；所述PCL点云处理模块，用于对环境数据进行激光雷达点云数据处理；
[0032]所述图像处理模块，用于获取所述深度相机采集的行走装置前端的沟壑/障碍物的图像数据，以及所述光电传感器采集行走装置前端的沟壑/障碍物的位置数据，发送至沟壑/障碍物识别模块；所述沟壑/障碍物识别模块，用于对行走装置前端的沟壑/障碍物进行识别；
[0033]所述导航模块，用于获取所述PCL点云处理模块的数据和所述沟壑/障碍物识别模块处理的数据，生成行走装置的行走路径，并转换为控制数据输出至所述PLC控制器；
[0034]所述PLC控制器包括逻辑控制模块和运动控制解算模块；所述运动控制解算模块，用于获取所述导航模块发送的控制数据和所述逻辑控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行走装置，其特征在于，所述行走装置包括框架组件，在所述框架组件下方安装多组行走轮机构；其中，每一组行走轮机构至少包含舵轮组件和辅助轮组件，所述舵轮组件包括舵轮，所述辅助轮组件包括辅助轮；其中，所述舵轮被配置为：沿竖直方向往复运动，并且所述舵轮被配置为：转向运动；所述辅助轮被配置为：沿竖直方向往复运动。2.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述舵轮组件还包括：第一支撑架、第一齿轮、第一齿条和第一升降电机；所述第一支撑架上固定所述第一齿条，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合，所述第一齿轮与所述第一升降电机的输出轴连接，所述第一升降电机本体与所述框架组件固定，所述舵轮与所述第一支撑架连接；所述第一升降电机驱动所述第一齿轮旋转，所述第一齿条响应所述第一齿轮沿竖直方向往复运动，从而带动所述第一支撑架和所述舵轮沿竖直方向往复运动。3.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述辅助轮组件还包括：第二支撑架、第二齿轮、第二齿条和第二升降电机；所述第二支撑架上固定所述第二齿条，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合，所述第二齿轮与所述第二升降电机的输出轴连接，所述第二升降电机本体与所述框架组件固定，所述辅助轮与所述第二支撑架连接；所述第二升降电机驱动所述第二齿轮旋转，所述第二齿条响应所述第二齿轮沿竖直方向往复运动，从而带动所述第二支撑架和所述辅助轮沿竖直方向往复运动。4.根据权利要求2所述的行走装置，其特征在于，所述舵轮组件还包括第一直线导轨和第一滑块；所述第一直线导轨与所述第一支撑架固定，所述第一滑块安装在所述第一直线导轨上并与所述框架组件连接；当所述第一齿条响应所述第一齿轮沿竖直方向往复运动时，所述第一直线导轨相对于所述第一滑块沿竖直方向往复运动。5.根据权利要求3所述的行走装置，其特征在于，所述辅助轮组件还包括第二直线导轨和第二滑块；所述第二直线导轨与所述第二支撑架固定，所述第二滑块安装在所述第二直线导轨上并与所述框架组件连接；当所述第二齿条响应所述第二齿轮沿竖直方向往复运动时，所述第二直线导轨相对于所述第二滑块沿竖直方向往复运动。6.根据权利要求2所述的行走装置，其特征在于，所述舵轮组件还包括第三支撑架、转向机构、转向电机和行走电机；所述第一支撑架与所述转向机构连接，所述转向机构与所述第三支撑架连接，所述舵轮与所述第三支撑架连接，从而使所述舵轮通过所述第三支撑架和所述转向机构，与所述第一支撑架连接；所述第三支撑架上安装所述转向电机和所述行走电机，所述转向机构与所述转向电机的输出轴连接，所述转向机构响应所述转向电机旋转，驱动所述第三支撑架旋转，从而带动所述舵轮旋转，实现舵轮转向；所述行走电机，用于驱动所述舵轮行走。
7.一种用于行走装置的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控单元组件、传感器组件和电驱动组件；所述主控单元组件包括工控机和PLC控制器；所述传感器组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佼，罗跃，陈铁昆，张俊，罗永柱，
申请(专利权)人：昆明鼎承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：