[发明专利]移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法

说明书

技术领域

本发明属于移动焊接机器人技术领域。

背景技术

现代工业与制造技术的发展，使得重要的大型结构件的应用越来越多，对这类构件的焊接、检测与维修等工作必须现场作业，要实现其自动化焊接、检测与维修等工作，移动机器人作为工作平台是实现的关键。轮式移动焊接机器人具有结构紧凑、运动灵活等优点；但采用四轮驱动，若无转机构时，四轮将以滑移方式转向，当移动机器人在垂直壁面上工作时，该转向方式将导致机器人位姿不可控，影响焊接质量。若采用增加转身机构，机器人不仅驱动电机数目增加，而且机构复杂度大大增加。

发明内容

本发明提出一种采用移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，该跟踪方法具有控制简单，易于实现，跟踪轨迹时无滑移，轨迹跟踪准确、可靠性高等特点。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，移动焊接机器人包括第一驱动轮（1）、第二驱动轮（2）、第三驱动轮（3）、第四驱动轮（4）、移动本体（5），第一驱动轮（1）与本体（5）之间的第一转动副（6）、第二驱动轮（2）与本体（5）之间的第二转动副（7）、第三驱动（3）与本体（5）之间的第三转动副（8）、第四驱动轮（4）与本体（5）之间的第四转动副（9）。第一驱动轮（1）与第二驱动轮（2）的速度大小相同为V_R；第三驱动轮（3）与第四驱动轮（4）速度大小相同为V_L，第一、第二与第三、第四驱动轮速度差为△V=V_R-V_L。当                                                时，移动机构将沿直线运动；当时，移动机构将绕左侧转动中心转动0（如图1所示）；当时，移动机构将绕右侧转动中心转动，图2为其转弯半径为0时状态；其特征是：第一、第二两驱动轮速度V_R大小与其偏转角大小始终相同，偏转角方向相反；第三、第四驱动轮速度V_L大小与其偏转角大小始终相同，偏转角方向相反。

该方法利用第一、第二驱动轮与第三、第四驱动轮之间的差速能实现任意轨迹跟踪，无需转向机构。 

本发明具有控制简单、易于实现，成本低，实现任意半径转向，无需转向机构；转向时无滑移，转向准确、可靠性高。同时，因采用四轮驱动，相对于两轮差速，其稳定性与负载能力都大大提高。

附图说明

图1为本发明的移动焊接机器人四轮驱动差速转向原理图。

图2 为本发明移动焊接机器人四轮驱动差速转向零转弯半径原理图。

图中：1为第一驱动轮；2为第二驱动轮；3为第三驱动轮；4为第四驱动轮；5为移动本体；6为第一转动副；7为第二转动副；8为第三转动副；9为第四转动副；10为第三、第四驱动轮运动轨迹；11为第一、第二驱动轮运动轨迹；V_R为第一、第二驱动轮速度；V_L为第三、第四驱动轮速度；为第一、第二驱动轮偏转角；为第三、第四驱动轮偏转角。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体机构和工作原理进一步说明。

如图1所示，本发明包括第一驱动轮1，第二驱动轮2，第三驱动轮3，第四驱动轮4，移动本体5，第一转动副6，第二转动副7，第三转动副8，第四转动副9；第一驱动轮1与第二驱动轮2速度V_R大小与偏转角大小相同，偏转角方向相反；第三驱动轮3与第四驱动轮4速度V_L大小与偏转角大小相同，偏转角方向相反。设速度差为△V=V_R-V_L，当时，移动机构将沿直线运动；当时，移动机构将绕右侧转动中心转动0（如图1所示）；当时，移动机构将绕左侧转动中心转动，图2为其转弯半径为0时；其特点是：左侧前后两轮速度大小V_L与偏转角始终相同，右侧两轮速度大小V_R与偏转角始终相同，利用两则轮子差速能实现绕任意半径转弯，无需转向机构。