[发明专利]一种独立悬挂轮式智能转向方法

说明书

本发明涉及智能巡检领域，具体涉及一种独立悬挂轮式智能转向方法，用于控制巡检机器人的轮组进行转向，轮组的每个车轮上均安装有车轮独立推杆转向系统，转向方法包括：步骤一，由巡检控制电路发送转向控制信号给驱动机构；步骤二，驱动机构驱动轮组驱动电机工作，由轮组驱动电机带动轮组的车轮旋转；步骤三，轮组驱动电机带动车轮旋转的同时，驱动机构驱动车轮独立推杆转向系统分别动作，车轮独立推杆转向系统控制轮组的各个车轮独立进行原地转向。本发明能解决现有转向方法的转向半径大、轮胎易磨损和转向过程复杂的问题。

技术领域

本发明涉及智能巡检领域，具体涉及一种独立悬挂轮式智能转向方法。

背景技术

智能巡检机器人主要应用于室内外变电站代替巡视人员进行巡视检查，完成变电站巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作。智能巡检机器人可以就变电站检测需求配置系统所需要的传感器，及时获取设备运行状态、环境信息、设备故障信息等，构建变电站整体运行信息，在数据量化的基础上，实现运维智能化。智能巡检机器人携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置，以自主和遥控的方式，代替人力对室外高压设备进行巡测，可以及时发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题如异物、损伤、发热、漏油等，给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。

智能巡检机器人需要巡检变电站的各个角落，而变电站普遍存在设备数量多、密度大；巡检道路偏窄；道路路况复杂等问题，智能巡检机器人的转向须灵活、转弯半径需很小。现有技术中，通常从动力学角度对巡检机器人的转向运动进行控制，通过动力学求解可得出能满足动力学约束的车轮运动轨迹，控制器通过车轮的动力学误差即目标转向角与实测转向角之差，来确保车轮转向角度的精确度。采用现有的车轮位置控制方法对四轮独立转向车辆的车轮的转向进行控制，可以保证各车轮能较好的跟踪各自的运动轨迹，但是车辆在转向过程中，一旦某个车轮由于外部干扰等因素不能实时跟踪其运动轨迹，车辆的动力学要求也就不能实时保证。

针对上述问题，公开号为CN104527780B中国专利公开了一种四轮独立转向车辆的转向控制方法，在车辆坐标系下通过车轮的位置和转向角信号实时求解车辆的瞬时转向中心，并依据瞬时转向中心得到车辆的运动学误差，然后结合车辆的动力学误差，对车轮的转向角进行控制，完成车辆的转向，由于本发明提供的四轮独立转向车辆的转向控制方法中，主控制器结合车辆的动力学误差以及运动学误差，对车轮转向角进行控制，进一步提高了车辆转向的精准度；同时，通过运动学误差，将在机械构造上相对独立运动的车轮进行了虚拟连接。该方案在转向过程中，如果一个车轮受到外部干扰转向角发生突变时，其他车轮协同运动，保证车辆转向的平稳性，提高了系统的鲁棒性。

上述方案采用多个驱动轮之间的差速实现转向，其存在以下问题：1)转向时对于车轮的损耗很大，使用时会极大的增加换车轮的成本；2)转弯半径大，变电站内电气设备较多，空间狭窄，巡检机器人在转向时很容易与设备发生碰撞，会导致设备的损坏。现有技术还有采用机械连杆传动多个驱动轮的方式实现转向的方法，但是其机构复杂，会增大巡检机器人的整体尺寸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立悬挂轮式智能转向方法，能避免现有转向方法出现的转向半径大、轮胎易磨损和转向过程复杂的问题。

本发明提供的基础方案为：一种独立悬挂轮式智能转向方法，用于控制巡检机器人的轮组进行转向，轮组的每个车轮上均安装有车轮独立推杆转向系统，包括以下步骤：

步骤一，由巡检控制电路发送转向控制信号给驱动机构；

步骤二，驱动机构驱动车轮独立推杆转向系统分别动作，车轮独立推杆转向系统控制轮组的各个车轮进行独立转动；

步骤三，车轮转动完成后，驱动机构驱动轮组驱动电机工作，由轮组驱动电机带动轮组的车轮旋转，完成车轮的转向。