[发明专利]一种可沿目标轨迹运动的运动装置

权利要求书

1.一种可沿目标轨迹运动的运动装置，所述运动装置具有自适应纠偏功能，所述自适应纠偏是指当所述运动装置以第一速度匀速运动过程中偏离目标轨道时可以自动进行纠偏以回归至所述目标轨迹继续以所述第一速度匀速运动，其特征在于，所述运动装置的底板面向地面一侧的方形安装区域(2)内安装有运动模块、纠偏模块和控制模块；

所述运动模块包括第一车轮(101)、第二车轮(102)、第三车轮(103)和第四车轮(104)；所述第一车轮(101)和第四车轮(104)相对于第一中心轴线对称安装在所述方形安装区域(2)的前端，所述第四车轮(104)的轴线与所述第一车轮(101)的轴线、所述第一中心轴线垂直；所述第二车轮(102)和第三车轮(103)相对于第一中心轴线对称安装在所述方形安装区域(2)的后端，所述第三车轮(103)与所述第二车轮(102)的轴线、所述第一中心轴线相垂直；

所述第一中心轴线为所述方形安装区域(2)的中心轴线；

所述运动模块还包括分别用于驱动所述第一车轮(101)、第二车轮(102)、第三车轮(103)和第四车轮(104)的第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机；

所述纠偏模块包括设置于所述第一车轮(101)和第四车轮(104)间的循迹传感器组(3)和纠偏传感器组(4)；

所述循迹传感器组(3)包括对称于所述第一中心轴线安装的若干个传感器，所述纠偏传感器组(4)包括对称设置于所述循迹传感器组(3)的两侧的若干个传感器；

所述控制模块与所述循迹传感器组(3)和所述纠偏传感器组(4)信号连接，用于当所述纠偏传感器组(4)中的传感器感应到所述目标轨迹时，控制所述运动装置开始纠偏，直至所述循迹传感器组(3)中的传感器全部感应到所述目标轨迹。

2.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述第一车轮(101)、第二车轮(102)、第三车轮(103)和第四车轮(104)均为福来轮。

3.根据权利要求2所述的运动装置，其特征在于，所述目标轨道为宽度不变的目标轨道。

4.根据权利要求3所述的运动装置，其特征在于，所述循迹传感器组(3)的宽度为最左侧传感器与最右侧传感器之间的距离，所述循迹传感器组(3)的宽度等于或略大于所述目标轨道的宽度。

5.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，所述循迹传感器组(3)包括两个循迹传感器。

6.根据权利要求1-5所述的运动装置，其特征在于，所述控制所述运动装置纠偏至所述目标轨迹，包括以下步骤：

S1.当所述纠偏传感器组(4)中的传感器感应到所述目标轨迹时，控制所述第一驱动电机赋予所述第一车轮(101)第二速度；所述第二速度的方向与所述第一速度相垂直且指向感应到所述目标轨迹的传感器；

所述第二速度的值的范围如下式所示：

其中，v₁为第一速度，v₂为第二速度，θ为所述纠偏传感器组(4)的最外侧传感器与所述方形安装区域(2)中心的连线和所述第一中心轴线的夹角；s为传感器间距；t为传感器的检测间隔时间；

S2.当循迹传感器组(3)中的传感器全部感应到所述目标轨迹时，控制第一驱动电机使第一车轮(101)停止转动。

7.根据权利要求1-6任一项所述的运动装置，其特征在于，所述运动装置还包括避障模块，所述避障模块设置于所述运动装置的前端，用于感应所述运动装置前方是否存在障碍物；

所述控制装置与所述避障模块信号连接，用于当避障模块感应到前方存在障碍物时控制所述运动装置实现避障。

8.根据权利要求7所述的运动装置，其特征在于，所述当避障模块感应到前方存在障碍物时控制所述运动装置实现避障，包括以下步骤：

S1.当所述避障模块感应到前方存在障碍物时，控制所述第三驱动电机和所述第四驱动电机使第三车轮(103)和第四车轮(104)停止转动；

S2.控制所述第一驱动电机和所述第二驱动电机使所述第一车轮(101)和所述第二车轮(102)转动使所述运动装置沿垂直于所属目标轨迹的预设方向以第三速度运动；

S3.当避障模块感应不到前方存在障碍物时，控制第一驱动电机和第二驱动电机使第一车轮(101)和第二车轮(102)停止转动，等待预设时间后，再控制第一驱动电机和第二驱动电机使第一车轮(101)和第二车轮(102)转动使运动装置以第三速度向与所述预设方向相反的方向运动直至运动装置回到目标轨迹上；

S4.控制第一驱动电机和第二驱动电机使第一车轮(101)和第二车轮(102)停止转动，然后控制第三驱动电机和第四驱动电机使第三车轮(103)和第四车轮(104)转动，使运动装置以第一速度继续沿目标轨迹向前运动。