[发明专利]一种面向物料传输平台的运动学建模策略与路径规划方法

权利要求书

1.一种物料传输平台，其特征在于，包括装有全向轮的六边形模块体、工作台面板、连接件、伸缩杆支架、Wi-Fi模块和自锁滚轮，工作台面板由若干个六边形模块体拼接构成，六边形模块体上有用于与连接件连接时定位的开槽，连接件上设有与六边形模块体连接时定位的缺口，伸缩杆支架通过法兰板与工作台面板连接，工作台面板上设有Wi-Fi模块，工作台面板底部连接有自锁滚轮。

2.根据权利要求1所述的一种物料传输平台，其特征在于，所述六边形模块体包括模块盒、连接杆、托盘、RFID模块、全向轮和安装孔，模块盒中心装有RFID模块，模块盒表面有若干规则排布的安装孔，模块盒内侧与连接杆的顶端固定连接，三根连接杆的底端固定有托盘，模块盒底部设有三个全向轮。

3.一种面向物料传输平台的运动学建模策略与路径规划方法，其特征在于其控制方法，包括以下步骤：

(1)采用多运动学建模策略，完成控制用运动学模型库的建立；

(2)上位机中配置总单元模块数目，包括六边形模块的边长及X、Y轴方向数目，规定物料传输速度；

(3)通过RFID获取传输物料的地理位置信息，并反馈给上位机；

(4)采用改进蚁群算法规划全局传输路径；

(5)采用改进人工势场法规划局部传输路径；

(6)在规划后的传输路径上，实现多运动学模型的动态切换，并解算出相关全向轮对应的转速及转向；

该物料传输平台通过Wi-Fi模块接入物联网，可通过移动终端对物料整个传输过程进行远程监测。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对两个模块参与传输时相邻轮子存在不对称分布的情况下建立运动学模型的步骤为：

(2.1)选取中心点o_(l)建立世界坐标系，x_(l)轴从下到上依次增大，y_(l)轴从左到右依次增大，v_ox(l)表示v_o(l)在x_(l)轴上的分速度，v_oy(l)表示v_o(l)在y_(l)轴上的分速度，v_o(l)表示点o_(l)的线速度，w_o(l)表示点o_(l)的角速度，θ_(l)表示v_o(l)与x_(l)轴夹角，其中l＝1,2,3，表示物料传输时参与的模块个数；

(2.2)建立三个全向轮速度v₁₍₂₎、v₂₍₂₎、v₃₍₂₎在本体坐标系x₍₂₎轴、y₍₂₎轴的速度分量v_x(2)、v_y(2)与世界坐标系中v_ox(2)与v_oy(2)的关系：

式中r₍₂₎表示v_y(2)方向与o₍₂₎点的垂直距离，为常量；

(2.3)由v_qy(2)＝w_q(2)R(q＝1,2,3)解算出各轮转速w_q(2)与角速度w_o(2)之间的关系式：

式中R表示全向轮的等效半径；

(2.4)将公式(4)写成矩阵形式，即逆运动学方程：

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对三个模块参与传输时相邻轮子都不对称分布的情况下建立运动学模型：

逆运动学方程：

基于3个全向轮的转速计算点o_(l)的速度，形成正运动学方程：