[发明专利]基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置

权利要求书

1.基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，其特征在于，所述基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置为双车模式，由两台单车无线连接组成，所述单车包括：平台车体（1）、升降装置（2）、行走装置（3）、控制系统（4）；所述平台车体（1）的中间安装所述升降装置（2）和所述控制系统（4），所述行走装置（3）有四套，对称安装在所述平台车体（1）的侧边；所述升降装置（2）为四台同步丝杠升降机构组合方式，所述升降装置（2）包括：升降平台（21）、直流电机（22）、联轴器（23）、换向器I（24）、换向器II（25）、升降机（26）、拉线编码器（27）；所述升降机（26）为T型丝杠升降机，具有自锁功能，有四套呈H型分布在所述平台车体（1）的车架（12）的中间承载框架四周，确保了设备升降的精准度，所述车架（12）的中间承载框架表面加工有定位凹槽，保证所述升降机（26）连接轴的同轴度，所述直流电机（22）经螺栓安装在所述平台车体（1）的车架（12）的中间位置，所述直流电机（22）由所述平台车体（1）的蓄电池箱（13）的车载铅蓄电池供电，输出动力经所述联轴器（23）传递到所述换向器I（24）后一分为二传递到两侧所述换向器II（25），再经过所述联轴器（23）及连接轴连接四台所述升降机（26），实现四台所述升降机（26）同步联动，所述升降机（26）底部装有安全丝母，在所述升降机（26）内部丝母出现磨损时能及时停止工作及报警，所述升降平台（21）经过连接销轴与所述升降机（26）丝杠上端的法兰连接，实现径向定位，轴向由所述升降平台（21）自身重力压紧，单车均安装有所述拉线编码器（27），在双车联动方式下保证升降的同步性，所述联轴器（23）为鼓形齿联轴器，拥有径向、轴向和角向轴线偏差补偿能力，具有结构紧凑、回转半径小、传动效率高、噪声低及维修周期长的优点；整个装置的升降高度经过所述控制系统（4）控制，在程序中输入上下限位高度，由所述拉线编码器（27）控制，在保证升降高度的同时确保联动模式下所述升降装置（2）的同步性。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，其特征在于，所述控制系统（4）采用开放式的结构设计，控制流程采用基于模式的分级并行结构，将系统分为通信模块、驱动控制器模块、传感反馈模块以及十二个电机驱动器；位置差信号以声波电流的形式被超声波传感器检测，经过传感器处理电路转换对应的电压值，然后把通过通信模块的电压转换电路将电压值转换成AD采集模块所能采集的0~3V电压控制器得到电压信号，经过数据分析和计算转换成电机驱动器所需的信号驱动行走电机，经过电机减速器然后驱动十二个麦克纳姆轮控制平台车体的速度以及方向，实现控制整个装置的运动轨迹；所述控制系统的硬件结构具有CAN通信总线接口，通讯接收单元、能源管理单元通过数据与控制接口1与总线相连，整个装置的超声波传感器经信号调整后通过数据与控制接口2与总线相连，各电源开关控制信号由总线经数据与控制接口2给出；所述控制系统的无线数据传输模块是无线串口模块，以232串口通信方式将所采集到的信号数据发送给上位机，将上位机的各种指令准确的传输给微控制器，同时还能够将微控制器检测到的整个装置的测距避障信息传输到上位机，以便更好的对整个装置进行有效的控制；双车模式时，两台单车的所述控制系统（4）对接，实现单个手持遥控器遥控联动式全方位行走装置的行走和升降。

3.如权利要求1所述的基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，其特征在于，所述平台车体（1）包括：防撞橡胶条（11）、车架（12）、蓄电池箱（13）、上连接器、橡胶圈、下连接器；所述平台车体（1）整体为长方形对称结构，所述平台车体（1）的中间为所述升降装置（2）的承载框架，两侧为安装铅蓄电池的所述蓄电池箱（13），单车所述蓄电池箱（13）有两套，呈对称分布，所述车架（12）由工字钢和方钢组合焊接组成，所述车架（12）的表面铆接冷轧钢板，四周安装有所述防撞橡胶条（11），防撞橡胶条（11）采用高弹性橡胶条材料；所述上连接器和下连接器对称安装在所述车架（12）的端部，所述上连接器有内螺纹，所述下连接器有外螺纹，与所述车架（12）连接方便快捷，所述下连接器内置有所述橡胶圈，避免刚性碰撞。

4.如权利要求1所述的基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，其特征在于，所述行走装置（3）包括：行走电机、电机减速箱、电磁制动盘、安装板、减震弹簧、液压阻尼器、连接臂、麦克纳姆轮；所述安装板由螺栓与所述车架（12）连接，所述车架（12）上开有定位槽，保证每组所述行走装置（3）的轴线处于平面上，每组所述行走装置（3）均为独立悬挂，所述麦克纳姆轮采用液压阻尼减震结构，保证车体运行时姿态不变，同时减少车体运行中的倾斜及震动，所述麦克纳姆轮由所述行走电机通过联轴器和电机减速箱和电磁制动盘连接，所述液压阻尼器的活塞杆端连接所述麦克纳姆轮的轴端，另一端与所述安装板铰接，保证自由度，所述减震弹簧安装在所述安装板与所述连接臂之间，且所述安装板与所述连接臂均有定位凸块，对所述减震弹簧起到定位作用，所述连接臂为弯臂结构，便于所述减震弹簧的安装及拆卸；所述行走装置的每套麦克纳姆轮均为独立悬挂，保证所有所述麦克纳姆轮在厂房地面的不平整的情况下都处于着地状态，确保登高车在行进和周转的安全性以及平稳性；每组所述行走装置包含三套所述麦克纳姆轮和三台所述行走电机，通过矢量合成分别控制，实现360º零转弯半径，任意方向行走，通过无线遥控器操作，经所述控制系统（4）实现任意方向的移动功能，包括直行、横行、斜行、任意曲线移动，适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境；所述行走装置（3）通过无线数据传输接收遥控器发出的控制指令，经过控制器的运算，发送给12个电机驱动控制器，分别驱动12个行走电机，完成对行走电机的转速及方向的控制，速度反馈码盘把实际输出的速度和方向反馈给电机驱动控制器，实现闭环速度控制，从而精确的实现全方位行走平台装置的行走控制。