[实用新型]能实现自由路径行走的轮式行走装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械作业控制设备技术领域，涉及一种能实现自由路径行走的轮式行走装置。

背景技术

进行机械作业（如：加工、装配、物流交接等）操作的机械（如：机器人、加工机）称为作业机，被施加作业的对象（被加工的工件、装配的零件、物流交接的物料）称为作业对象。

变域型作业指的是安装作业对象的底座和安装作业机的底座中，一个固定在大地上，另一个可相对大地运动，即两底座二者之间有相对运动，运动的底座可以是安装作业机的底座，也可以是安装作业对象的底座。按照变域机构运动的导向性质分类，变域型作业方式又可分为非自由路径变域作业方式和自由路径变域作业方式。

一般变域作业方式是采用机座沿导轨、轨道或传送带等硬件连续引导装置的路径运动来改变作业区域的方式进行变域，若要改变路径必须重新配置硬件连续引导装置，这种不能随机地、自由地变更路径的变域作业方式称为非自由路径变域作业方式。

大型零件（如飞机、船舶、列车大型油气罐等）的加工或装配往往有若干个部位需要进行铣、钻、扩、铰等切削加工或铆、焊加工，在不同的加工部位进行加工可称为加工工位，当不同加工工位之间的距离较大、工位的分布又是随机的，采用非自由路径变域作业很难实现或无法实现。

作业领域可沿自由路径变更的作业方式可称为自由路径变域作业方式（可简称自由变域作业）。自由变域作业由导向与定位控制装置、变域装置和作业机等实现，导向与定位控制装置自动控制变域装置沿自由路径移动到各个作业站点（即完成变域功能），然后由作业机完成作业。沿自由路径运动的变域装置可采用轮式行走装置，如在自动化物流系统中，由轮式行走装置搬运工件，由机器人进行物流交接作业，将工件从轮式行走装置上抓取，放在货架上等。

目前，轮式行走装置的导引方式仍广泛采用电磁导引方式，电磁导引方式需要在要行走的路线下埋设专门的电缆线，故这种导引方式变更路径困难。近年来，科学技术人员对轮式行走装置的导引技术进行了广泛研究，如：惯性导引技术、激光导引技术、超声波导引技术和视觉导引技术，惯性导引技术的定位误差将随轮式行走装置运行距离的增加而增大，即定位误差有累积效应，因此必须隔一定的距离用绝对定位的方法更新其位姿信息，惯性导引技术的优点是柔性极好，便于与其它导引技术组合兼容；激光导引技术定位标识物（反射镜面）的张贴和维护困难、激光传感器和发射或反射装置的安装复杂；超声波导引技术利用墙面或类似物体对超声波的反射信号进行导向定位，因而成本低，但超声波导引技术当运行环境的反射情况比较复杂时，应用就十分困难；视觉导引技术能提供最丰富的感知信息，精度高、柔性强，但其对连续动态视频图像的处理实时性比较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能实现自由路径行走的轮式行走装置，不仅可以实现灵活地沿自由路径行走，而且在作业站点具有较高的停靠精度。

本实用新型所采用的技术方案是，能实现自由路径行走的轮式行走装置，包括有轮式行走车和自由变域导向及控制部件；轮式行走车包括有行走主体，行走主体的左、右两侧分别对称设置有一个驱动轮组件，行走主体的前部、后部分别对称设置有两个自由轮组件；自由变域导向及控制部件，包括有数控单元、陀螺仪、两个编码器、两个视觉传感器、两个开关量超声波传感器及两组模拟量超声波传感装置；数控单元设置于行走主体的上面，陀螺仪设置于两个驱动轮组件中的两个驱动轮轴线的中部位置，两个编码器分别与两个驱动轮组件中的电机主轴同轴连接，一个开关量超声波传感器设置于行走主体的前部中央位置，另一个开关量超声波传感器对称的设置于行走主体的后部中央位置，行走主体前部的开关量超声波传感器的两侧各对称设置有一个视觉传感器，两组模拟量超声波传感装置分别设置于行走主体的左、右两侧；数控单元分别通过导线与陀螺仪、两个编码器、两个驱动轮组件、两个视觉传感器、两个开关量超声波传感器及两组模拟量超声波传感装置分别连接。

本实用新型的特点还在于，

驱动轮组件，包括有通过导线连接的驱动轮和电机。

电机为直流伺服电机。

编码器为旋转编码器。

每组模拟量超声波传感装置由两个相同的模拟量超声波传感器组成。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型能实现自由路径行走的轮式行走装置包括有陀螺仪、编码器、超声波传感器、视觉传感器、导向及定位控制单元和轮式行走车，陀螺仪、编码器、超声波传感器、视觉传感器和导向及定位控制单元均安装在轮式行走车上，通过组合导航方式实现轮式行走车的自由路径行走及在作业站点的准确定位功能。

附图说明