一种轮式机器人运动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种轮式机器人运动系统，包括底盘和安装在底盘上的车轮、驱动电机、机械自锁装置、电机减速器、电机驱动器、底盘控制器、嵌入式运动控制器；每个车轮都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；本实用新型专利技术的有益效果是：承载能力强，驱动力大、运动特性稳定、反应速度快。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人运动系统，尤其涉及一种轮式机器人运动系统。
技术介绍
目前，机器人技术在消防、化工、电力等各个领域应用都比较广泛，极大地提高了生产力和工作效率。移动机器人属于机器人的一个重要分支，是一个集机电系统、环境感知、规划决策、控制执行等多种功能与一体的综合系统。移动机器人的运动系统有多种结构形式,如轮式移动机构、履带式移动机构、足式行走机构、蠕动式机构等，移动机器人究竟采用何种运动形式主要取决于运动环境和功能需求。在目前的机器人应用中，仍然缺少承载能力强、移动速度快、调整迅速、运动稳定、 能源利用率高的产品，因此，需要开发一种满足上述要求的，具有高实际应用价值的机器人运动系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种轮式机器人运动系统设计方案，为实现上述目的，本技术的技术方案是一种轮式机器人运动系统，包括底盘和安装在底盘上的多个车轮、驱动电机、机械自锁装置、电机减速器、电机驱动器、底盘控制器、嵌入式运动控制器；其中，所述多个车轮的每一个都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；所述嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，所述底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，所述底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，所述电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；所述底盘控制器采集电机驱动器的运动状态数据，并将运行状态数据发送给嵌入式运动控制器。所述车轮有四只，四只分别安装在底盘的四个角。所述驱动电机采用无刷直流电机。所述的电机驱动器采用脉冲宽度调制信号直接控制的集成控制器。所述电机减速器采用行星齿轮减速器。所述底盘控制器采用带有微处理器和USB接口，可进行多路控制的工业控制器。所述嵌入式运动控制器采用无冷却风扇，带有USB接口和COM接口的嵌入式工业控制器。本技术的技术效果是承载能力强,驱动力大、运动特性稳定、反应速度快。以下结合附图和实施例对本技术作一详细描述。附图说明图I是本技术的系统结构图；图2是本技术的控制原理图。具体实施方式一种轮式机器人运动系统，如图1，包括底盘I和安装在底盘上的多个车轮2、驱动电机3、机械自锁装置4、电机减速器5、电机驱动器6、底盘控制器7、嵌入式运动控制器8 ;其中，所述多个车轮每一 个都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；所述嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，所述底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，所述底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，所述电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；所述底盘控制器采集电机驱动器的运动状态数据，并将运行状态数据发送给嵌入式运动控制器，所述运行状态数据包括电机驱动器的运动状态数据和机械自锁装置的状态数据。实施例中，所述车轮有四只，四只分别安装在底盘的四个角。每只车轮包括轮毂、轮胎、安装轴承、部件安装法兰和柔性支架。实施例中，所述驱动电机采用Dunkermotoren BG系列无刷直流电机。实施例中，所述的电机驱动器采用Dunkermotoren BGE系列脉冲宽度调制信号直接控制的集成控制器。实施例中，所述电机减速器采用Dunkermotoren PLG系列行星齿轮减速器。实施例中，所述底盘控制器采用Arduino Mega2560 V2型带有微处理器和USB接口，可进行多路控制的工业控制器。 实施例中的机械自锁装置是一种成熟已知技术，具有多种结构供选择，本实施例选择的是一种通过电磁阀控制的抱闸自锁装置，电机通电抱闸打开，电机停电抱闸合拢。实施例中，所述嵌入式运动控制器采用研华UN0-2178A型无冷却风扇，带有USB接口和COM接口的嵌入式工业控制器。如图2，嵌入式运动控制器进行运动规划，生成运动命令发送给底盘控制器，底盘控制器在接收到嵌入式运动控制器的运动命令后，将运动命令解析为四路车轮的运动速度和方向数据，生成每只车轮的运动控制命令，并将运动控制命令发送到每只车轮的电机驱动器，由电机驱动器驱动相应驱动电机转动，驱动电机通过电机减速器带动车轮转动；底盘控制器还根据运动命令对机械自锁装置发出自锁或解锁命令；底盘控制器通过电机驱动器查询四路驱动电机的运行状态，并将驱动电机的运行状态数据和自锁装置的锁定状态发送给嵌入式运动控制器。权利要求1.一种轮式机器人运动系统，包括底盘和安装在底盘上的多个车轮、驱动电机、机械自锁装置、电机减速器、电机驱动器、底盘控制器、嵌入式运动控制器；其特征在于，所述多个车轮的每一个都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；所述嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，所述底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，所述底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，所述电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；所述底盘控制器采集电机驱动器的运动状态数据，并将运行状态数据发送给嵌入式运动控制器。2.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述车轮有四只，四只车轮分别安装在底盘的四个角。3.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述驱动电机采用无刷直流电机。4.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述的电机驱动器采用脉冲宽度调制信号直接控制的集成控制器。5.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述电机减速器采用行星齿轮减速器。6.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述底盘控制器采用带有微处理器和USB接口的工业控制器。7.根据权利要求I所述的一种轮式机器人运动系统，其特征在于，所述嵌入式运动控制器采用无冷却风扇，带有USB接口和COM接口的嵌入式工业控制器。专利摘要本技术涉及一种轮式机器人运动系统，包括底盘和安装在底盘上的车轮、驱动电机、机械自锁装置、电机减速器、电机驱动器、底盘控制器、嵌入式运动控制器；每个车轮都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；本技术的有益效果是承载能力强，驱动力大、运动特性稳定、反应速度快。文档编号B60K7/00GK202782644SQ20122045265公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日专利技术者武海澄, 李伟, 范明豪, 杜晓峰, 陈自年, 汪书苹 申请人:安徽省电力科学研究院, 国家电网公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式机器人运动系统，包括底盘和安装在底盘上的多个车轮、驱动电机、机械自锁装置、电机减速器、电机驱动器、底盘控制器、嵌入式运动控制器；其特征在于，所述多个车轮的每一个都有独立的驱动电机、电机减速器、电机驱动器，在驱动电机和电机减速器之间设置有机械自锁装置；所述嵌入式运动控制器发送运动命令给底盘控制器，所述底盘控制器发送运动控制命令给电机驱动器，所述底盘控制器发送自锁解锁命令给机械自锁装置，所述电机驱动器为驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机通过电机减速器驱动车轮转动；所述底盘控制器采集电机驱动器的运动状态数据，并将运行状态数据发送给嵌入式运动控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武海澄，李伟，范明豪，杜晓峰，陈自年，汪书苹，
申请(专利权)人：安徽省电力科学研究院，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：