一種雙驅(qū)六輪小車及其轉(zhuǎn)向控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙驅(qū)六輪小車及其轉(zhuǎn)向控制方法，包括車架本體、行動輪組Ⅰ、行動輪組Ⅱ、驅(qū)動裝置及傳送裝置，所述行動輪組Ⅰ與行動輪組Ⅱ分布在車架本體兩側(cè)；所述行動輪組Ⅰ由三個車輪Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ組成，所述行動輪組Ⅱ由三個車輪Ⅳ、Ⅴ及Ⅵ組成，所述車輪Ⅰ與車輪Ⅱ同軸連接并由一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪Ⅳ與車輪Ⅴ同軸連接并由另一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪Ⅲ通過傳送裝置與車輪Ⅰ、Ⅱ的驅(qū)動裝置相連接，所述車輪Ⅵ通過另一組傳送裝置與車輪Ⅳ、Ⅴ的驅(qū)動裝置相連接；通過控制行動輪組Ⅰ與行動輪組Ⅱ的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)小車換向。該小車結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、能耗低，有效解決了左右同軸轉(zhuǎn)彎困難的問題，可廣泛適用于工作在特殊環(huán)境中的設(shè)備。
【專利說明】
一種雙驅(qū)六輪小車及其轉(zhuǎn)向控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機器人領(lǐng)域，具體涉及一種雙驅(qū)六輪小車及其轉(zhuǎn)向控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動機器人領(lǐng)域，輪式越障機構(gòu)是其重要組成部分，現(xiàn)實生活中已有廣泛應(yīng)用且價值顯著。因其具有承重大、機構(gòu)簡單、驅(qū)動和控制相對方便、行走速度快、工作效率高等特點而被大眾認可。但是，一般常用的輪式移動機器人越障能力不強，雖然左右同相能夠大大增強輪式移動機器人的越障能力，卻帶來了轉(zhuǎn)彎難的問題。這主要是由于:現(xiàn)有左右同相移動機器人采用左右同軸方式從結(jié)構(gòu)上保持嚴格的左右同相，而同軸驅(qū)動則使得輪式移動機器人則存在轉(zhuǎn)彎方面的困難。差速轉(zhuǎn)向可解決轉(zhuǎn)彎問題，但傳統(tǒng)的差速轉(zhuǎn)向是左右輪分別由不同的驅(qū)動機構(gòu)控制，以使左右輪產(chǎn)生不同的速度實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，而該方式又與上述的左右同相相沖突。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單且平穩(wěn)性高的雙驅(qū)六輪小車及其轉(zhuǎn)向控制方法，該小車有效解決了左右同軸不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎效果的問題。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種雙驅(qū)六輪小車，包括車架本體、行動輪組1、行動輪組π、驅(qū)動裝置及傳送裝置，所述行動輪組I與行動輪組Π分布在車架本體兩側(cè);所述行動輪組I由三個車輪1、π及m組成，所述行動輪組π由三個車輪IV、V及VI組成，所述車輪I與車輪π同軸連接并由一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪IV與車輪V同軸連接并由另一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪m通過傳送裝置與車輪1、π的驅(qū)動裝置相連接，所述車輪VI通過另一組傳送裝置與車輪IV、V的驅(qū)動裝置相連接。
[0005]進一步，所述車輪m與車輪VI均通過動力軸與傳送裝置相連接。
[0006]進一步，所述車輪m與車輪VI位于兩組同軸連接的車輪之間。
[0007]進一步，所述車輪I與車輪π、車輪IV與車輪V、車輪m與車輪VI兩兩對稱設(shè)置在車架本體兩側(cè)。
[0008]進一步，所述行動輪組I與行動輪組Π均為車輪外圓周上均勻設(shè)有若干個缺口的多葉輪，相互對稱設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補并可形成一個整圓，位于車架本體一側(cè)間隔設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段偏轉(zhuǎn)角度相同。
[0009]進一步，所述多葉輪為三葉輪。
[0010]本發(fā)明還提供一種小車轉(zhuǎn)向控制方法，包括以下步驟:
[0011 ] (I)保證車輪m與車輪1、π同步驅(qū)動，車輪VI與車輪IV、V同步驅(qū)動；
[0012](2)車架本體轉(zhuǎn)向時，所述行動輪組I與行動輪組Π的轉(zhuǎn)向相反。
[0013]進一步，所述行動輪組I與行動輪組Π均為多葉輪時，保證對稱設(shè)置在車架本體上的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補且各多葉輪間的相對相位固定不變。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:該雙驅(qū)六輪小車有效解決了左右同軸轉(zhuǎn)彎困難的問題，具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、能耗低的特點，無需再加其余的動力裝置即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，控制簡單且容易實現(xiàn)，在規(guī)整地形下以輪式前進，運動效率較高，在非規(guī)整地形下行走時，可利用缺口相位搭到障礙物上，集合前后驅(qū)動裝置的驅(qū)動力，越障能力得到極大提升。
[0015]與其它左右同軸機構(gòu)相比，轉(zhuǎn)彎效率較高，越障能力較好，負載能力強，可廣泛適用于工作在特殊環(huán)境中的設(shè)備，如越障移動機器人，救災(zāi)機器人，救援裝置等。
【附圖說明】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的如進不意圖；
[0019]圖3為圖1的后退不意圖；
[0020]圖4為圖1的右轉(zhuǎn)示意圖；
[0021 ]圖5為圖1的左轉(zhuǎn)不意圖；
[0022]圖6為三葉輪小車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為圖6的如進不意圖；
[0024]圖8為圖6的后退不意圖；
[0025]圖9為圖6的左轉(zhuǎn)不意圖；
[0026]圖10為圖6的右轉(zhuǎn)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明中的雙驅(qū)六輪小車，包括車架本體1、行動輪組1、行動輪組Π、驅(qū)動裝置2及傳送裝置3，所述行動輪組I與行動輪組Π分布在車架本體I兩側(cè);所述行動輪組I由三個車輪14、Π 5及ΙΠ6組成，所述行動輪組Π由三個車輪IV7、V 8及VI9組成，所述車輪14與車輪Π 5同軸連接并由一組驅(qū)動裝置2驅(qū)動，所述車輪IV7與車輪V8同軸連接并由另一組驅(qū)動裝置2驅(qū)動，所述車輪ΙΠ6通過傳送裝置3與車輪14、Π 5的驅(qū)動裝置2相連接，所述車輪VI9通過另一組傳送裝置3與車輪IV7、V8的驅(qū)動裝置2相連接。
[0029]具體的，所述車輪ΙΠ6與車輪VI9均通過動力軸10與傳送裝置3相連接。所述車輪ΙΠ6與車輪VI9位于兩組同軸連接的車輪之間，且車輪I與車輪Π、車輪IV與車輪V、車輪m與車輪VI兩兩對稱設(shè)置在車架本體兩側(cè)。該結(jié)構(gòu)的小車平穩(wěn)性更好且更易控制，降低了操作難度。
[0030]本發(fā)明還提供一種小車轉(zhuǎn)向控制方法，包括以下步驟:
[0031](I)保證車輪ΙΠ6與車輪Ι4、Π5同步驅(qū)動，車輪VI9與車輪IV7、V8同步驅(qū)動；
[0032](2)車架本體I轉(zhuǎn)向時，所述行動輪組I與行動輪組Π的轉(zhuǎn)向相反。
[0033]作為上述方案的進一步改進，當行動輪組I與行動輪組Π均為多葉輪時，保證對稱設(shè)置在車架本體上的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補且各多葉輪間的相對相位固定不變。
[0034]為了說明該小車的工作過程，可定義兩種驅(qū)動裝置2轉(zhuǎn)動方式，正向轉(zhuǎn)動(驅(qū)動裝置2的驅(qū)動軸順時針轉(zhuǎn)動)和逆向轉(zhuǎn)動(驅(qū)動軸逆時針轉(zhuǎn)動)。
[0035]當車架本體I上的兩組驅(qū)動裝置2的驅(qū)動軸順時針轉(zhuǎn)動時，此時，驅(qū)動軸帶動行動輪組I與行動輪組Π正向轉(zhuǎn)動，車體向前行進。如圖2所示。
[0036]當車架本體I上的兩組驅(qū)動裝置2的驅(qū)動軸逆時針轉(zhuǎn)動時，此時，驅(qū)動軸帶動行動輪組I與行動輪組Π逆向轉(zhuǎn)動，車體向后行進。如圖3所示。
[0037]當行動輪組I正向旋轉(zhuǎn)、行動輪組Π逆向旋轉(zhuǎn)時，由于車架本體I上的前、后兩組輪子(車輪Ι4、Π5與車輪IV7、V8)完全對稱，故其對車體的作用力相互抵消，而中間一組輪子(車輪ΙΠ6與車輪VI9)因?qū)?yīng)與前、后兩組驅(qū)動裝置2相連，故對應(yīng)與前后車輪同相，即車輪ΙΠ6正向旋轉(zhuǎn)，車輪VI9逆向旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車身右轉(zhuǎn)。如圖4所示。
[0038]當行動輪組I逆向旋轉(zhuǎn)、行動輪組Π正向旋轉(zhuǎn)時，由于車架本體I上的前、后兩組輪子(車輪Ι4、Π5與車輪IV7、V8)完全對稱，故其對車體的作用力相互抵消，而中間一組輪子(車輪ΙΠ6與車輪VI9)因?qū)?yīng)與前、后兩組驅(qū)動裝置2相連，故對應(yīng)與前后車輪同相，即車輪ΙΠ6逆向旋轉(zhuǎn)，車輪VI9正向旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車身左轉(zhuǎn)。如圖5所示。
[0039]作為上述方案的進一步改進，可將各車輪替換成多葉輪，所述行動輪組I與行動輪組Π均為車輪外圓周上均勻設(shè)有若干個缺口的多葉輪，相互對稱設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補并可形成一個整圓，位于車架本體I 一側(cè)間隔設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段偏轉(zhuǎn)角度相同。缺口相位具有極強的越障能力，相位互補增強了轉(zhuǎn)彎效率，該結(jié)構(gòu)不僅提高了小車的越障性能和轉(zhuǎn)彎效率，同時又不失去平坦地面的行走效率，實用效果好。
[0040]以某三葉輪小車為例，如圖6所示。車輪4-1與車輪5-1同軸連接且相位互補，車輪7-1與車輪8-1同軸連接且相位互補，車輪6-1與車輪4-1、5-1上的驅(qū)動裝置相連，車輪9_1與車輪7-1、8-1上的驅(qū)動裝置相連，車輪5-1、6-1及7-1同側(cè)且車輪5-1與車輪7-1同相，車輪4-
1、8-1及9-1同側(cè)且車輪8-1與車輪4-1同相。
[0041 ]當車架本體I上的兩組驅(qū)動裝置2的驅(qū)動軸順時針轉(zhuǎn)動時，此時，驅(qū)動軸帶動車輪4-1、5-1、6-1與車輪7-1、8-1、9-1正向轉(zhuǎn)動，車體向前行進。如圖7所示。
[0042]當車架本體I上的兩組驅(qū)動裝置2的驅(qū)動軸逆時針轉(zhuǎn)動時，此時，驅(qū)動軸帶動車輪4-1、5-1及車輪6-1與車輪7-1、8-1、9-1逆向轉(zhuǎn)動，車體向后行進。如圖8所示。
[0043]當車輪4-1、5-1及車輪6-1逆向旋轉(zhuǎn)、車輪7-1、8-1及車輪9-1正向旋轉(zhuǎn)時，由于車輪4-1、5-1及車輪6-1左側(cè)輪子的摩擦力作用時間大于右側(cè)，車輪7-1、8-1及車輪9-1右側(cè)輪子的摩擦力作用時間大于左側(cè)，而中間一組輪子對應(yīng)與前后兩組驅(qū)動裝置相連，即左側(cè)逆向旋轉(zhuǎn)，右側(cè)正向旋轉(zhuǎn)，有效力臂均大于前后軸的有效力臂，故車身左轉(zhuǎn)。如圖9所示。
[0044]當車輪4-1、5-1及車輪6-1正向旋轉(zhuǎn)、車輪7-1、8-1及車輪9-1逆向旋轉(zhuǎn)時，由于車輪4-1、5-1及車輪6-1右側(cè)輪子的摩擦力作用時間大于左側(cè)，車輪7-1、8-1及車輪9-1左側(cè)輪子的摩擦力作用時間大于右側(cè)，而中間一組輪子對應(yīng)與前后兩組驅(qū)動裝置相連，即左側(cè)正向旋轉(zhuǎn)，右側(cè)逆向旋轉(zhuǎn)，有效力臂均大于前后軸的有效力臂，故車身右轉(zhuǎn)。如圖10所示。
[0045]當然，多葉輪的葉片數(shù)量不限定在三片，也可為二、三、四或五。
[0046]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:包括車架本體、行動輪組1、行動輪組π、驅(qū)動裝置及傳送裝置，所述行動輪組I與行動輪組π分布在車架本體兩側(cè);所述行動輪組I由三個車輪1、π及m組成，所述行動輪組π由三個車輪IV、V及VI組成，所述車輪I與車輪π同軸連接并由一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪IV與車輪V同軸連接并由另一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述車輪m通過傳送裝置與車輪1、π的驅(qū)動裝置相連接，所述車輪VI通過另一組傳送裝置與車輪IV、V的驅(qū)動裝置相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:所述車輪m與車輪VI均通過動力軸與傳送裝置相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:所述車輪m與車輪VI位于兩組同軸連接的車輪之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:所述車輪I與車輪Π、車輪IV與車輪V、車輪m與車輪VI兩兩對稱設(shè)置在車架本體兩側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:所述行動輪組I與行動輪組Π均為車輪外圓周上均勻設(shè)有若干個缺口的多葉輪，相互對稱設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補并可形成一個整圓，位于車架本體一側(cè)間隔設(shè)置的兩個多葉輪上的葉片圓弧段偏轉(zhuǎn)角度相同。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙驅(qū)六輪小車，其特征在于:所述多葉輪為三葉輪。7.—種控制權(quán)利要求1?6任一項所述雙驅(qū)六輪小車轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)保證車輪m與車輪1、π同步驅(qū)動，車輪VI與車輪IV、V同步驅(qū)動； (2)車架本體轉(zhuǎn)向時，所述行動輪組I與行動輪組Π的轉(zhuǎn)向相反。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙驅(qū)六輪小車的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于:所述行動輪組I與行動輪組Π均為多葉輪時，保證對稱設(shè)置在車架本體上的兩個多葉輪上的葉片圓弧段互補且各多葉輪間的相對相位固定不變。
【文檔編號】B62D11/04GK105882746SQ201610368765
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】王宇俊, 方燦, 李慧華, 付祥, 殷朋飛, 黃結(jié), 全瑞坤, 申晨陽, 曾潔, 張寒飛, 黃鑫, 熊浚灃
【申請人】西南大學