[发明专利]一种基于全向轮的物料传输系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于全向轮的物料传输平台及其控制方法，传输平台由多个模块可拆卸地拼接而成，每个模块包括若干水平安装于驱动机构上的全向轮，进行物料传输时，首先在系统中规定传输路径，上位机通过运动学分析进行坐标解算得出经过的全向轮的线速度，当路径中存在故障模块时，上位机基于A*算法进行局部路径规划并结合多段3次Bezier曲线拟合的方式对局部路径进行平滑处理，产生无折点的避障传输路径。本发明的物料传输平台传输路径灵活，传输效率高，实时同步物料运动状态，可维护性与抗干扰性高。

技术领域

本发明涉及一种物料传输系统，尤其涉及一种基于全向轮的物料传输系统及其控制方法。

背景技术

其中全方位轮式移动机构无需机构本体做出任何转动便可实现任意方向的移动，并且可以原地旋转任意角度，运动非常灵活，可沿平面上任意连续轨迹走到要求的位置，因此，以全向轮为核心的传输平台在物流业越来越受到重视，但是现有的全向轮传输平台往往具有不能准确调节货物姿态，当模块出现故障即影响整体工作情况，工作效率低的缺点。

申请号201910032380.X的发明专利申请提供了一种四轮驱动的全向传送系统及工作方法，由多个正四边形的全向传送模块拼接而成，每个模块具有四个全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为90°可以实现货物按照设定的路径及速度进行传送，并可以同时实现货物姿态的调节，系统出现故障模块时，使用A*算法对路径进行规划。但产生的路径折点多，转角过大，不光滑，存在多个折点时不能保证产生的路径最优，存在着避障时物料传输时的不平稳及轮系布局使得运动规划较为复杂的缺点。

申请号201910032961.3的发明专利申请提供了一种三轮驱动的全向传送系统及工作方法，系统由多个全向传送模块拼接构成，全向传送模块包括正六边形的支撑板，所述支撑板固定有三个驱动机构，所述驱动机构分别连接有全向轮，相邻全向轮的轴线夹角为120°，相邻全向传送模块支撑板的第一侧端面及第二侧端面接触可以实现货物按照设定的路径及速度进行传送，实现货物姿态的调节，运输效率高，模块间当出现故障模块时，采用根据货物的结构半径对不可通行栅格进行膨胀，确定不可通行区域，用Dijkstra算法进行路径规划。

上述现有技术中，物料传输系统难以保证工作台模块间的平整，工作台高度和面积不能灵活调整，难以满足多样化的传输需求，在路径规划方面，A*算法和Dijkstra算法产生的路径均有折点多，转角大，不光滑，存在多个折点时不能保证产生的路径最优。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种基于全向轮的物料传输系统能够调整工作台面积和高度来满足不同传输需求，并针对上述物料传输系统提供了一种控制方法，能够规划光滑的避障路径。

技术方案：本发明的物料传输系统包括用于规划物料传输路线并控制物料按传输路线运行的控制系统和传输物料的工作台，所述工作台包括装有万向轮的模块体，可无限拼接扩展、用于安装模块盒的工作台面板，模块体与工作台面板通过连接件连接，所述工作台上的正六边形单元模块盒上的轮系呈正三角布局形式，模块盒呈蜂巢排列布局。

连接件上设有用于与模块体连接时定位的缺口，所述模块体包括上下表面为正六边形的模块盒，模块盒内部三个对称布局自带霍尔编码器的电机，通过支架平行于且连接模块体上表面板；所述模块盒上表面的内侧固定连接若干连接杆，连接杆的另一端固定有用于安装内部元件的托盘；所述模块体侧板上有用于与连接件连接时定位的开槽，连接件具有用于和模块体上表面固定的第一弯折部和与工作台面板固定的第二弯折部，模块盒上表面开有用于与连接件通过螺栓连接的安装孔。

控制系统包括装有控制程序，用于进行人机交互的上位机，收发所有模块体控制指令的总控制器，以及安装在模块体内用于控制万向轮电机运行的模块体控制器，模块体控制器通过CAN总线与系统控制器进行通讯。

工作台包括高度可调的支架，桌腿通过法兰连接板与工作台面板连接。

物料传输系统还包括用于将物料的位置、角度等信息反馈给上位机的摄像机。