[发明专利]非对称四舵轮AGV转向及平移运动的控制方法

说明书

本发明公开了一种非对称四舵轮AGV转向及平移运动的控制方法，包括以下步骤：步骤1，四组舵轮机构非对称设置在AGV底盘；步骤2，确定一个圆心，AGV以较小的转弯半径绕该圆心转动，从而实现整车的转向控制，该转弯半径为AGV底盘的中心与圆心的垂线段距离；步骤3，给定一个左转或右转时前方的行走轮的旋转角度及速度，分别记作A1、V1，其他行走轮根据数学表达式计算出旋转的角度和速度，控制AGV的每个行走轮按计算出的角度和速度围绕圆心转动，来实现AGV整车的任意转向控制。本发明实现了空间的最大利用率，提高了AGV的适用范围，同时能保证原地旋转时各个轮子之间无滑动摩擦，有效提升了车轮的使用寿命。

技术领域

本发明涉及AGV设备技术领域，尤其涉及一种非对称四舵轮AGV的转向及平移运动控制方法。

背景技术

在现代物流分拣、配送和运输领域中，例如AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)的输送机构得到广泛应用。AGV小车需要适应复杂的工厂环境，传统的AGV小车一般采用双差速驱动或单轮驱动，双差速驱动的方式完全靠内外轮之间的速度差来实现转向，小车在转向及平移的过程中就存在车轮滑移、震动等情况，进而容易使车轮磨损，差速控制的本质也造成了能量损耗大的特点；单轮驱动则是仅使用一个驱动轮来实现行驶和转向的功能，另外再利用两个从动轮作为支撑，这种驱动方式的小车双向运动性能差，转向时容易使小车脱离预定轨道，造成安全事故，且其转弯半径大；在转弯的行驶通道上由于其转弯半径较大往往需要较大的转弯空间，当面对车间的设计空间有限时，常规四轮系AGV是无法完成角度较大的转弯，从而限制了AGV的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非对称四舵轮AGV转向及平移运动的控制方法，实现四组任意布置舵轮的AGV的运动控制，实现空间的最大利用率，大幅提高了AGV的适用范围，同时能保证各个舵轮在行走过程中无滑动摩擦，有效提升行走轮的使用寿命。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案，一种非对称四舵轮AGV转向及平移运动的控制方法，包括AGV底盘、PLC控制系统、以及设置在AGV底座前后方的四组舵轮机构，舵轮机构包括行走轮、行走电机、角度传感器、转向电机，行走轮以及行走电机用于驱动AGV小车车身行走，转向电机用于控制单个行走轮相对于车体的旋转角度，同时，其转向角度值可以通过舵轮机构上安装的角度传感器获取，通过PLC控制系统来独立控制行走轮的速度和转向的角度，实现控制四舵轮AGV平移、转向运动，四舵轮AGV的运动控制包括以下步骤：

步骤1，四组舵轮机构非对称设置在AGV底盘，由于AGV现场工况及工艺需求，存在舵轮不能对称的情况；

步骤2，确定一个圆心，AGV以较小的转弯半径绕该圆心转动，从而实现整车的转向控制，该转弯半径为AGV底盘的中心与圆心的垂线段距离，其数学表达式如下：

其中，B为前方两组舵轮机构中心点之间的横向距离，L为同侧前后方两舵轮机构中心点之间的距离，D为后方两舵轮机构中心点的垂直距离；

步骤3，给定一个左转或右转时前方的行走轮的旋转角度及速度，分别记作A1、V1，其他行走轮根据以下数学表达式(一)、(二)、(三)、(四)、(五)、(六)计算出旋转的角度和速度，控制AGV的每个行走轮按计算出的角度和速度围绕圆心转动，来实现AGV整车的任意转向控制：