[发明专利]一种四轮驱动高地隙移动小车及其控制方法

权利要求书

1.一种四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，包括车架、车轮、刹车机构、主控制器和电池，车轮设置在车架底部，车轮包括左前轮、左后轮、右前轮、右后轮，每个车轮上均设有一个用于控制车轮转向的转向装置，每个车轮均由轮毂型电机独立驱动；所述左前轮上的转向装置和左后轮上的转向装置通过联动机构与左侧转向电机相连，一起组成左侧转向机构，右前轮上的转向装置和右后轮上的转向装置通过联动机构与右侧转向电机相连，一起组成右侧转向机构；左侧转向机构、右侧转向机构均设置在车架上；刹车机构固定设置在至少两个车轮处；主控制器分别与各个轮毂型电机、左侧转向电机、右侧转向电机和刹车机构连接，所述电池设置在车架上，用于给装置供电。

2.根据权利要求1所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述各个车轮处的转向装置由转向轴和车轮支架组成，车轮安装在车轮支架下方，车轮支架与转向轴固定连接，转向轴垂直于地面并指向车轮中心，转向轴与联动机构连接，转向轴一侧设置有转向传感器。

3.根据权利要求2所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述联动机构包括万向节、传动轴、第一减速器，第一减速器设置在各个转向装置上，与转向装置中的转向轴相连，传动轴一端通过万向节与减速器相连，另一端通过万向节与第二减速器相连，第二减速器与转向电机相连。

4.根据权利要求3所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述左侧转向电机设置在左前轮或左后轮上，右侧转向电机设置在右前轮或右后轮上，在电机所处的车轮上，第二减速器直接与该车轮上的第一减速器相连，对于另一个车轮，第二减速器通过万向节与传动轴一端相连，传动轴另一端通过万向节与该车轮上的第一减速器相连。

5.根据权利要求2所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述联动机构包括锥齿轮减速器、传动轴和第二减速器，锥齿轮减速器设置在各个转向装置上，与转向装置中的转向轴相连，每一侧的转向机构中前后两个锥齿轮减速器通过传动轴相连，传动轴与第二减速器相连，第二减速器与转向电机相连。

6.根据权利要求3或5所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述第一减速器采用蜗轮蜗杆减速器，第二减速器采用同步带传动副。

7.根据权利要求2所述的四轮驱动高地隙移动小车，其特征在于，所述刹车机构包括上刹车泵、下刹车泵、碟刹盘、刹车电机和用于在刹车时保持压力的弹簧机构，弹簧机构一端与刹车电机连接，另一端与上刹车泵连接，上刹车泵通过液压管与下刹车泵连接，刹车电机、弹簧机构、上刹车泵均固定在车架上，下刹车泵固定在车轮支架上，碟刹盘固定在车轮上，工作时，下刹车泵夹紧碟刹盘；

所述主控制器由主控芯片以及与主控芯片分别连接的转向电机驱动器、轮毂型电机驱动器和刹车电机驱动器组成，所述转向电机驱动器分别与左侧转向电机和右侧转向电机相连，同时转向电机驱动器还分别与设置在车轮处的转向传感器相连；所述轮毂型电机驱动器分别与各个轮毂型电机相连，所述刹车电机驱动器与各个刹车电机相连。

8.一种基于权利要求1所述的四轮驱动高地隙移动小车的控制方法，每个车轮的转速均分别由电机独立进行控制，车辆转弯时，同时控制左前轮和左后轮转向的左侧转向电机和同时控制右前轮和右后轮转向的右侧转向电机根据转角信号调节转角。

9.根据权利要求8所述的四轮驱动高地隙移动小车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)主控制器接收外部转向和速度信号，换算出各车轮的转角信号和转速信号；

(2)转速信号经轮毂型电机驱动器发送到各个轮毂型电机进行转速控制；

(3)转角信号经转向电机驱动器分别发送到左侧转向电机和右侧转向电机，左侧转向电机和右侧转向电机带动左侧转向机构和右侧转向机构控制左侧车轮和右侧车轮联动，当左前轮的车轮轴线和右前轮的车轮轴线、左后轮的车轮轴线和右后轮的车轮轴线均重合时，实现车辆的直行；当左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的车轮轴线相交于一点时，实现车辆的任意角度转向；当左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的车轮轴线均指向车体中心时，实现车辆的原地自转；当左前轮的车轮轴线和右前轮的车轮轴线、左后轮的车轮轴线和右后轮的车轮轴线均平行时，实现车辆的横向平移；否则，实现车辆的制动和驻车。上述的车轮轴线具体是指车轮转轴指向的方向。

10.根据权利要求9所述的四轮驱动高地隙移动小车的控制方法，其特征在于，所述车轮处设置的转向传感器实时地采集车轮当前的转角信号，将采集的信号用于实现闭环控制。