一种基于目标追踪的全自由度底盘及控制方法
专利汇可以提供一种基于目标追踪的全自由度底盘及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于目标追踪的全 自由度 底盘及控制方法，全自由度底盘包括车架，以及安装在所述车架上的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，所述车架上安装有驱动所述左前轮和右前轮同时行走的驱动行走装置Ⅰ，驱动所述左后轮和右后轮同时行走的驱动行走装置Ⅱ，驱动所述左前轮和右前轮同时转向的驱动改向装置Ⅰ，以及驱动所述左后轮和右后轮同时转向的驱动改向装置Ⅱ。本发明通过相互独立的驱动装置使两前轮、两后轮分别同时行走、同时改向，实现了绕固定点做圆周运动，方便对目标进行追踪，传动动 力 和转向动力互不干扰，实现了底盘的全向旋转和前进后退，可适应多种环境特点，具有高度的灵活性。，下面是一种基于目标追踪的全自由度底盘及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于目标追踪的全自由度底盘，包括车架（1），以及安装在所述车架（1）上的左前轮（5）、右前轮（3）、左后轮（6）和右后轮，其特征在于：所述车架（1）上安装有驱动所述左前轮（5）和右前轮（3）同时行走的驱动行走装置Ⅰ，驱动所述左后轮（6）和右后轮同时行走的驱动行走装置Ⅱ，驱动所述左前轮和右前轮同时转向的驱动改向装置Ⅰ，以及驱动所述左后轮（6）和右后轮同时转向的驱动改向装置Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述左前轮、右前轮、左后轮和右后轮均为履带轮，履带轮架上安装有带动履带轮主轮（18）转动的涡轮（9），所述涡轮（9）啮合连接有通过轴承穿设安装在车架（1）上的蜗杆（11）。
3.根据权利要求2所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述驱动行走装置Ⅰ包括固定安装在与左前轮和右前轮对应的蜗杆上的同步行走链轮Ⅰ（2），以及连接两同步行走链轮Ⅰ的同步行走链条Ⅰ（8），与左前轮和右前轮对应蜗杆中的其中一根蜗杆连接固设在车架上的行走电机Ⅰ（14）。
4.根据权利要求3所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述同步行走链条Ⅰ内安装有张紧装置（7），所述张紧装置（7）包括通过转轴（7.3）与车架铰接的拉板（7.1），以及安装在转轴一侧的拉板上且与同步链条Ⅰ啮合的张紧轮（7.2），转轴另一侧的拉板上设有与车架连接的拉紧弹簧（7.4）。
5.根据权利要求2所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述驱动改向装置Ⅰ包括固定在车架上的改向电机Ⅰ（10），所述蜗杆上同轴套设有通过轴承与车架连接的转向套（20），转向套（20）上开设供蜗杆和涡轮啮合通过的豁口，所述转向套通过横轴（19）与履带轮架轴接，转向套的外圆设有链齿，与左前轮和右前轮对应的转向套之间通过与链齿啮合的环形齿链Ⅰ（4）连接，与左前轮和右前轮对应的其中一个转向套通过伞齿轮传动与改向电机Ⅰ（10）连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述驱动改向装置Ⅱ包括固定在车架上的改向电机Ⅱ（13），与左后轮和右后轮对应的转向套之间通过与链齿啮合的环形齿链Ⅱ连接，与左后轮和右后轮对应的其中一个转向套通过伞齿轮传动与改向电机Ⅱ连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述横轴（19）位于履带轮水平段的前方，履带轮的水平段与转向套之间还通过气弹簧（17）连接。
8.根据权利要求5所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述蜗杆（11）包括悬挂轴（11.1）和套设在悬挂轴上且与涡轮啮合的蜗杆套（11.2），所述悬挂轴（11.1）与蜗杆套（11.2）通过键连接，蜗杆套上下两侧的悬挂轴上分别限位台，蜗杆套上方的限位台与蜗杆套之间的距离为蜗杆套螺纹螺距的0.8 1倍。
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9.根据权利要求1所述的一种基于目标追踪的全自由度底盘，其特征在于：所述车架包括安装所述左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的底板，以及位于所述底板上方的顶板，所述底板和顶板上均开设有放置通孔。
10.一种基于目标追踪的全自由度底盘的控制方法，其特征在于：
（1）通过驱动行走装置Ⅰ驱动左前轮和左后轮同时行走，通过驱动行走装置Ⅱ驱动左后轮和右后轮同时行走，通过驱动改向装置Ⅰ驱动左前轮和左后轮同时转向，通过驱动改向装置Ⅱ驱动左后轮和右后轮同时转向，使整机沿以固定点为圆心的圆周移动；
（2）在车架前沿中心安装激光传感器，通过激光传感器测量车架前沿中心点到固定点之间的距离r，并将测得数据传送给中央处理器；
（3）前轮和后轮转角算法：设车架为正方形，车架边长为L，则前轮与车架前沿的夹角A为arctan（L/2r），后轮与车架后沿的夹角C为arctan[L/2（r+L）]，中央处理器计算出A和C的数值，A即为前轮需要转动的角度，C即为前轮需要转动的角度，然后分别计算出旋转角度A和C所需电机驱动脉冲数，采用的电机转一圈发射4000脉冲，则发射一个脉冲电机转0.09°，则电机驱动前轮转动角度所需的脉冲数为0.09*arctan（L/2r），电机驱动后轮转动角度所需脉冲数为0.09*arctan[L/2(r+L)]；
（4）底盘线速度算法：履带轮线速度的计算为v=l/t，其中l为单位时间内履带轮行走的周长，即单位时间内电机驱动轮子的脉冲距离，t为发射脉冲总数所需要的时间，设履带轮周长为c，则一个脉冲的距离为c/4000，设所需脉冲数x，则所需的总脉冲距离为x*（c/
4000），则履带轮线速度为：v=[x*(c/4000)]/t。
一种基于目标追踪的全自由度底盘及控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）在车架前沿中心安装激光传感器，通过激光传感器测量车架前沿中心点到固定点之间的距离r，并将测得数据传送给中央处理器；
（3）前轮和后轮转角算法：设车架为正方形，车架边长为L，则前轮与车架前沿的夹角A为arctan（L/2r），后轮与车架后沿的夹角C为arctan[L/2（r+L）]，中央处理器计算出A和C的数值，A即为前轮需要转动的角度，C即为前轮需要转动的角度，然后分别计算出旋转角度A和C所需电机驱动脉冲数，采用的电机转一圈发射4000脉冲，则发射一个脉冲电机转0.09°，则电机驱动前轮转动角度所需的脉冲数为0.09*arctan（L/2r），电机驱动后轮转动角度所需脉冲数为0.09*arctan[L/2(r+L)]；
（4）底盘线速度算法：履带轮线速度的计算为v=l/t，其中l为单位时间内履带轮行走的周长，即单位时间内电机驱动轮子的脉冲距离，t为发射脉冲总数所需要的时间，设履带轮周长为c，则一个脉冲的距离为c/4000，设所需脉冲数x，则所需的总脉冲距离为x*（c/
4000），则履带轮线速度为：v=[x*(c/4000)]/t
本方法通过驱动行走装置Ⅰ驱动左前轮和左后轮同时行走，通过驱动行走装置Ⅱ驱动左后轮和右后轮同时行走，通过驱动改向装置Ⅰ驱动左前轮和左后轮同时转向，通过驱动改向装置Ⅱ驱动左后轮和右后轮同时转向，并且通过激光传感器测量车架前沿中心点到固定点之间的距离，中央处理器根据本方法中的算法公式即可得出前轮和后轮的转角，以及底盘的线速度，从而控制各行走电机和改向电机转动，使整机沿以固定点为圆心的圆周移动。
图3为本发明侧视图；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为同步行走链条Ⅰ内的张紧装置示意图；
图6为前后轮旋转角度的算法原理图；
图中所示：
1、车架，2、同步行走链轮Ⅰ，3、右前轮，4、环形齿链Ⅰ，5、左前轮，6、左后轮，7、张紧装置，
7.1、拉板，7.2、张紧轮，7.3、转轴，7.4、拉紧弹簧，8、同步行走链条Ⅰ， 9、涡轮，10、改向电机Ⅰ，11、蜗杆，11.1、悬挂轴，11.2、蜗杆套，12、行走电机Ⅱ，13、改向电机Ⅱ，14、行走电机Ⅰ，
15、从动链轮，16、主动链轮，17、气弹簧，18、主轮，19、横轴，20、转向套。
具体实施方式
11.1通过轴承与顶板连接，与蜗杆套11.2通过键连接，蜗杆套上下两侧的悬挂轴上分别限位台，蜗杆套上方的限位台与蜗杆套之间的距离等于蜗杆套螺纹的螺距。传动装置包括与涡轮同轴的主动链轮16，以及与主轮18同轴的从动链轮15，主动链轮16和从动链轮15通过传送链连接。
（2）在车架前沿中心安装激光传感器，通过激光传感器测量车架前沿中心点到固定点之间的距离r，并将测得数据传送给中央处理器；
（3）前轮和后轮转角算法：设车架为正方形，车架边长为L，则前轮与车架前沿的夹角A为arctan（L/2r），后轮与车架后沿的夹角C为arctan[L/2（r+L）]，中央处理器计算出A和C的数值，A即为前轮需要转动的角度，C即为前轮需要转动的角度，然后分别计算出旋转角度A和C所需电机驱动脉冲数，采用的电机转一圈发射4000脉冲，则发射一个脉冲电机转0.09°，则电机驱动前轮转动角度所需的脉冲数为0.09*arctan（L/2r），电机驱动后轮转动角度所需脉冲数为0.09*arctan[L/2(r+L)]；
（4）底盘线速度算法：履带轮线速度的计算为v=l/t，其中l为单位时间内履带轮行走的周长，即单位时间内电机驱动轮子的脉冲距离，t为发射脉冲总数所需要的时间，设履带轮周长为c，则一个脉冲的距离为c/4000，设所需脉冲数x，则所需的总脉冲距离为x*（c/
4000），则履带轮线速度为：v=[x*(c/4000)]/t。
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