[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

说明书

本发明公开了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，所述平台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，所述平台的控制方法步骤如下：采用多运动学建模策略，完成控制用运动学模型库的建立；在上位机操作界面中配置工作环境；通过RFID获取传输物料的地理位置信息，并反馈给上位机；采用改进蚁群算法规划全局传输路径；采用改进人工势场法规划局部传输路径；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。本发明的物料传输平台装拆方便，不同运动学模型的动态切换使传输更加平稳，并能提高路径规划的收敛速度，降低局部最优概率，传输效率高。

技术领域

本发明涉及物流传输，特别是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。

背景技术

随着互联网技术的高速发展以及智能化和信息化技术在生产与物流中的快速普及为传统物流行业注入了“智能”基因，但是在生产实际中大多数传输系统仍然停留在人工或者半自动传输阶段，整体自动化水平并不高；同时，全向轮因其相对于其他轮式结构的无法代替的独特特性，具有广大的发展前景，全向轮的物流传输机构研究越来越成为物流传输领域的一个热点；不同的运动学建模策略适用于不同的系统；传统蚁群算法与人工势场法在路径规划过程中易出现收敛速度慢、陷入局部极小值等问题。

罗继军提出了一种双链防滑格挡式分拣机，通过链轮与链条啮合作用使货物稳定传输，但当某个啮合环节出现故障时，货物会造成堆积，严重影响分拣效率。倪桥设计了一种自动化翻盘式分拣机，该系统分拣方向固定，灵活性低，且采用翻盘形式，货物尺寸与重量存在限制，否则易造成货物的碰撞损坏。曹现刚采用多机械臂协同控制的策略对带式输送机上的货物进行分拣，多机械臂的使用增加了系统成本，若某个机械臂发生故障，其他机械臂的负担将加重，易导致系统崩溃。王洪斌提出了一种改进的A*算法与动态窗口法相结合的混合算法，该方法虽然实现了机器人的路径规划，但由于采用多目标运输的方式，算法复杂程度相应提高，时效性较低。李孟锡提出一种基于启发信息扩展节点的A*算法与混合蚁群算法相结合的路径规划方法，但没有对存在障碍物的情况深入研究，算法的适应性不高。何少佳将粒子群算法与蚁群算法相结合，降低前期蚂蚁搜索路径的时间，但在路径寻优能力上还有待改进，且算法运行后期容易陷入局部极小值。

通过现有技术的研究，可以分析出大多数传输系统难以满足多样化的传输需求，传输效率不高且一次性投入成本巨大；在路径规划方面，大多数改进后的路径规划算法仍会出现搜索结果不稳定、易陷入局部极小值等问题，不能保证路径最优。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供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，从而实现全方位的自动化传输且工作台面积与高度能满足不同的传输需求，提高路径规划算法的收敛速度，降低陷入局部极小值概率，缩短传输路径，减少传输时间。

技术方案：本发明提供了一种物料传输平台，所述工作平台嵌入式安装有万向轮的六边形模块体，可无限拼接扩展，工作台面板随之扩大或缩小，模块体与工作台面通过连接件相接；所述工作台上的六边形单元模块盒上的轮系呈正三角布局，模块盒呈类蜂巢排列布局方式；所述运动学模型的实时切换使传输更加平稳；所述物料传输系统采用改进蚁群算法与人工势场法的路径规划方法，可使算法搜索过程更具有针对性，提高收敛速度，降低陷入局部极小值概率，相应提高传输平台的传输效率。

模块盒下表面内侧固定若干连接杆，用于固定模块体上表面嵌入的电机；所述模块盒上表面开有若干通过螺栓连接的安装孔，用于模块的安装与拆卸；所诉模块盒上物料尺寸固定，表面积不大于模块盒表面积，且能覆盖三个全向轮。

工作台下方装有六个高度可调节的支架，通过法兰连接板与工作台面板连接，位于四角的支架下方装有可自锁的滚轮，实现整个传输平台的位置调整。