[发明专利]一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置

说明书

本发明公开了一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置，包括：控制单元、稳压模块、电源模块、陀螺仪、电机电子调速器、无线传感单元、遥控器、无刷减速电机和麦克纳姆轮；所述控制单元的输入端与稳压模块电连接，该稳压模块还与电源模块电连接，所述控制单元分别与陀螺仪，电机电子调速器和无线传感单元电连接，所述无线传感单元通过无线方式连接于遥控器，所述电机电子调速器通过无刷减速电机与麦克纳姆轮电连接。本申请结构原理简单、设计巧妙、能精准的矫正麦克纳姆轮运动方向。

技术领域

本发明涉及一种运动方向矫正装置，具体说是一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置。

背景技术

麦克纳姆轮相对于全向轮最大的区别是它的轮辊安装不是90°而是呈45°。因此一些以麦克纳姆轮为底盘的运动装置可以实现横移、前行、旋转、斜行及其组合运动方式，且需要对每个轮子进行精确的控制并相互配合才能发挥出麦克纳姆轮全向底盘的全向特点。由于麦克纳姆轮的装配误差以及各个电机的细微差异，运行中所受摩擦力不同等各种因素，底盘会慢慢偏离最初设计的运行方向，因此需对角度进行测量并对方向进行实时的矫正，当因各种外界因素导致底盘偏离设定方向时能够自动调整回来。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置，其结构原理简单、设计巧妙、能精准的矫正麦克纳姆轮运动方向。

为实现上述目的，本申请的第一种技术方案为：一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置，包括：控制单元、稳压模块、电源模块、陀螺仪、电机电子调速器、无线传感单元、遥控器、无刷减速电机和麦克纳姆轮；所述控制单元的输入端与稳压模块电连接，该稳压模块还与电源模块电连接，所述控制单元分别与陀螺仪，电机电子调速器和无线传感单元电连接，所述无线传感单元通过无线方式连接于遥控器，所述电机电子调速器通过无刷减速电机与麦克纳姆轮电连接。

优选的，所述无线传感单元为2.4G无线模块。

优选的，控制单元与电机电子调速器通过CAN通信方式控制无刷减速电机及读取无刷减速电机的实时转速，所述无刷减速电机用于驱动麦克纳姆轮。

优选的，陀螺仪作为测量角速度的传感器，对陀螺仪进行积分即可得到角度。

优选的，每个轮子的速度环之外再加上一个方向环组成一个方向-速度串级系统。

进一步优选的，外环即方向环根据当前读取的陀螺仪数据处理出的角度与设定角度相比较通过外环PID控制器输出底盘车轮需要加/减的速度；在内环中，根据设置的速度，计算出每一个轮子理论上需要的速度分别加上外环输出的速度，再通过内环PID控制器进行调控，最终输出给控制单元，该控制单元与电机电子调速器进行can通信使得麦克纳姆轮实现了任意方向移动+方向控制。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：

1、通过控制单元与电机电子调速器CAN通信控制电机及读取电机的实时转速，从而简化了控制电路；

2、控制单元在基于麦克纳姆轮全向移动的基础上加入了陀螺仪对其进行方向矫正；

3、陀螺仪作为测量角速度的传感器，对陀螺仪进行积分就能得到角度。对于底盘来说，在四个轮子的速度环之外再加上一个方向环组成一个方向-速度串级系统。

附图说明

图1为一种麦克纳姆轮全向底盘运动方向矫正控制装置结构框图；

图2为方向-速度串级系统原理图；

图3为实施例中整辆车受力分析图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本专利做进一步的描述说明。