基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置的制作方法

本发明涉及全方位行走平台运输车领域，具体地说是涉及基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置。

背景技术：

普通平台运输车在大载荷承重情况下，难以确保车体的稳定性，以及车体的灵活性，更无法实现运输大吨位设备及同步升降功能，因此为了克服这些问题，本发明提供基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，采用丝杠升降平台具有结构紧凑稳定，适应高频率连续运转，升降高度稳定的优点，两台联动的方式能够更大重量的运输设备，满足较大设备的运输，麦克纳姆轮的独立悬挂能满足大吨位货物运输平稳，保障安全，无线遥控的方式克服了范围的局限性，很好的适应了厂房环境。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题就是如何让平台运输车实现全方位移及平台升降，如何实现运输较大较重设备及实现同步升降功能，如何使得基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置检修维护方便。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，为双车模式，由两台单车无线连接组成，所述单车包括：平台车体、升降装置、行走装置、控制系统；所述平台车体的中间安装所述升降装置和所述控制系统，所述行走装置有四套，对称安装在所述平台车体的侧边；所述升降装置为四台同步丝杠升降机构组合方式，所述升降装置包括：升降平台、直流电机、联轴器、换向器I、换向器II、升降机、拉线编码器；所述升降机为T型丝杠升降机，具有自锁功能，有四套呈H型分布在所述平台车体的车架的中间承载框架四周，确保了设备升降的精准度，所述车架的中间承载框架表面加工有定位凹槽，保证所述升降机连接轴的同轴度，所述直流电机经螺栓安装在所述平台车体的车架的中间位置，所述直流电机由所述蓄电池箱的车载铅蓄电池供电，输出动力经所述联轴器传递到所述换向器I后一分为二传递到两侧所述换向器II，再经过所述联轴器及连接轴连接四台所述升降机，实现四台所述升降机同步联动，所述升降机底部装有安全丝母，在所述升降机内部丝母出现磨损时能及时停止工作及报警，所述升降平台经过连接销轴与所述升降机丝杠上端的法兰连接，实现径向定位，轴向由所述升降平台自身重力压紧，单车均安装有所述拉线编码器，在双车联动方式下保证升降的同步性，所述联轴器为鼓形齿联轴器，拥有径向、轴向和角向轴线偏差补偿能力，具有结构紧凑、回转半径小、传动效率高、噪声低及维修周期长的优点；整个装置的升降高度经过所述控制系统控制，在程序中输入上下限位高度，由所述拉线编码器控制，在保证升降高度的同时确保联动模式下所述升降装置的同步性。

进一步的，所述控制系统采用开放式的结构设计，控制流程采用基于模式的分级并行结构，将系统分为通信模块、驱动控制器模块、传感反馈模块以及十二个电机驱动器；位置差信号以声波电流的形式被超声波传感器检测，经过传感器处理电路转换对应的电压值，然后把通过通信模块的电压转换电路将电压值转换成AD采集模块所能采集的0~3V电压控制器得到电压信号，经过数据分析和计算转换成电机驱动器所需的信号驱动行走电机，经过电机减速器然后驱动十二个麦克纳姆轮控制平台车体的速度以及方向，实现控制整个装置的运动轨迹；所述控制系统的硬件结构具有CAN通信总线接口，通讯接收单元、能源管理单元通过数据与控制接口1与总线相连，整个装置的超声波传感器经信号调整后通过数据与控制接口2与总线相连，各电源开关控制信号由总线经数据与控制接口2给出；所述控制系统的无线数据传输模块是无线串口模块，以232串口通信方式将所采集到的信号数据发送给上位机，将上位机的各种指令准确的传输给微控制器，同时还能够将微控制器检测到的整个装置的测距避障信息传输到上位机，以便更好的对整个装置进行有效的控制；双车模式时，两台单车的所述控制系统对接，实现单个手持遥控器遥控联动式全方位行走装置的行走和升降。

进一步的，所述平台车体包括：防撞橡胶条、车架、蓄电池箱、上连接器、橡胶圈、下连接器；所述平台车体整体为长方形对称结构，所述平台车体的中间为所述升降装置的承载框架，两侧为安装铅蓄电池的所述蓄电池箱，单车所述蓄电池箱有两套，呈对称分布，所述车架由工字钢和方钢组合焊接组成，所述车架的表面铆接冷轧钢板，四周安装有所述防撞橡胶条，防撞橡胶条采用高弹性橡胶条材料；所述上连接器和下连接器对称安装在所述车架的端部，所述上连接器有内螺纹，所述下连接器有外螺纹，与所述车架连接方便快捷，所述下连接器内置有所述橡胶圈，避免刚性碰撞。

进一步的，所述行走装置包括：行走电机、电机减速箱、电磁制动盘、安装板、减震弹簧、液压阻尼器、连接臂、麦克纳姆轮；所述安装板由螺栓与所述车架连接，所述车架上开有定位槽，保证每组所述行走装置的轴线处于平面上，每组所述行走装置均为独立悬挂，所述麦克纳姆轮采用液压阻尼减震结构，保证车体运行时姿态不变，同时减少车体运行中的倾斜及震动，所述麦克纳姆轮由所述行走电机通过联轴器和电机减速箱和电磁制动盘连接，所述液压阻尼器的活塞杆端连接所述麦克纳姆轮的轴端，另一端与所述安装板铰接，保证自由度，所述减震弹簧安装在所述安装板与所述连接臂之间，且所述安装板与所述连接臂均有定位凸块，对所述减震弹簧起到定位作用，所述连接臂为弯臂结构，便于所述减震弹簧的安装及拆卸；所述行走装置的每套麦克纳姆轮均为独立悬挂，保证所有所述麦克纳姆轮在厂房地面的不平整的情况下都处于着地状态，确保登高车在行进和周转的安全性以及平稳性；每组所述行走装置包含三套所述麦克纳姆轮和三台所述行走电机，通过矢量合成分别控制，实现360º零转弯半径，任意方向行走，通过无线遥控器操作，经所述控制系统实现任意方向的移动功能，包括直行、横行、斜行、任意曲线移动，适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境；所述行走装置通过无线数据传输接收遥控器发出的控制指令，经过控制器的运算，发送给12个电机驱动控制器，分别驱动12个行走电机，完成对行走电机的转速及方向的控制，速度反馈码盘把实际输出的速度和方向反馈给电机驱动控制器，实现闭环速度控制，从而精确的实现全方位行走平台装置的行走控制。

本发明的有益效果是：本发明的基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置提供全方位行走、两台联动、升降、无线遥控的组合方式，丝杠式升降平台结构紧凑稳定，可适应高频率连续运转，升降高度稳定的优点，两台联动的方式能够更大重量的运输设备，满足较大设备的运输，麦克纳姆轮的独立悬挂能满足大吨位货物运输平稳，保障安全；所述控制系统的硬件结构具有CAN通信总线接口，通讯接收单元、能源管理单元通过数据与控制接口1与总线相连，整个装置的超声波传感器经信号调整后通过数据与控制接口2与总线相连，无线遥控的方式克服了范围的局限性；设计安全、可靠、实验性能强，运输高效快捷，经济性优越，结构合理，模块化的结构设计，维修维护方便。

附图说明

图1：本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置俯视图；

图2：本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置主视图；

图3：本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置的控制系统框架图；

图4：本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置的控制系统结构图；

图中：1-平台车体，2-升降装置，3-行走装置，4-控制系统，11-防撞橡胶条，12-车架，13-蓄电池箱，21-升降平台，22-直流电机，23-联轴器，24-换向器I，25-换向器II，26-升降机，27-拉线编码器。

具体实施方案

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

如图1、2、3、4所示，本发明基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置，为双车模式，由两台单车无线连接组成，所述单车包括：平台车体1、升降装置2、行走装置3、控制系统4；所述平台车体1的中间安装所述升降装置2和所述控制系统4，所述行走装置3有四套，对称安装在所述平台车体1的侧边；所述平台车体1包括：防撞橡胶条11、车架12、蓄电池箱13、上连接器、橡胶圈、下连接器；所述行走装置3包括：行走电机、电机减速箱、电磁制动盘、安装板、减震弹簧、液压阻尼器、连接臂、麦克纳姆轮；所述升降装置2为四台同步丝杠升降机构组合方式，所述升降装置2包括：升降平台21、直流电机22、联轴器23、换向器I24、换向器II25、升降机26、拉线编码器27；所述升降机26为T型丝杠升降机，具有自锁功能，有四套呈H型分布在所述平台车体1的车架12的中间承载框架四周，确保了设备升降的精准度，所述车架12的中间承载框架表面加工有定位凹槽，保证所述升降机26连接轴的同轴度，所述直流电机22经螺栓安装在所述平台车体1的车架12的中间位置，所述直流电机22由所述蓄电池箱13的车载铅蓄电池供电，输出动力经所述联轴器23传递到所述换向器I24后一分为二传递到两侧所述换向器II25，再经过所述联轴器23及连接轴连接四台所述升降机26，实现四台所述升降机26同步联动，所述升降机26底部装有安全丝母，在所述升降机26内部丝母出现磨损时能及时停止工作及报警，所述升降平台21经过连接销轴与所述升降机26丝杠上端的法兰连接，实现径向定位，轴向由所述升降平台21自身重力压紧，单车均安装有所述拉线编码器27，在双车联动方式下保证升降的同步性，所述联轴器23为鼓形齿联轴器，拥有径向、轴向和角向轴线偏差补偿能力，具有结构紧凑、回转半径小、传动效率高、噪声低及维修周期长的优点；整个装置的升降高度经过所述控制系统4控制，在程序中输入上下限位高度，由所述拉线编码器27控制，在保证升降高度的同时确保联动模式下所述升降装置2的同步性；所述控制系统4采用开放式的结构设计，控制流程采用基于模式的分级并行结构，将系统分为通信模块、驱动控制器模块、传感反馈模块以及十二个电机驱动器；位置差信号以声波电流的形式被超声波传感器检测，经过传感器处理电路转换对应的电压值，然后把通过通信模块的电压转换电路将电压值转换成AD采集模块所能采集的0~3V电压控制器得到电压信号，经过数据分析和计算转换成电机驱动器所需的信号驱动行走电机，经过电机减速器然后驱动十二个麦克纳姆轮控制平台车体的速度以及方向，实现控制整个装置的运动轨迹；所述控制系统的硬件结构具有CAN通信总线接口，通讯接收单元、能源管理单元通过数据与控制接口1与总线相连，整个装置的超声波传感器经信号调整后通过数据与控制接口2与总线相连，各电源开关控制信号由总线经数据与控制接口2给出；所述控制系统的无线数据传输模块是无线串口模块，以232串口通信方式将所采集到的信号数据发送给上位机，将上位机的各种指令准确的传输给微控制器，同时还能够将微控制器检测到的整个装置的测距避障信息传输到上位机，以便更好的对整个装置进行有效的控制；双车模式时，两台单车的所述控制系统4对接，实现单个手持遥控器遥控联动式全方位行走装置的行走和升降。

如图1、2、3、4所示，基于CAN总线控制的大吨位无线联动式全方位行走装置的工作方式是：双车模式联动时两台单车的所述控制系统4对接，所述控制系统4与所述行走电机的驱动控制器进行数据交换，实现所述行走电机的动作控制，所述行走装置3的行走控制器通过无线数据传输接收手持遥控器发出的控制指令，经过控制器的运算，发送给二十四个所述行走电机的驱动控制器，分别驱动二十四个所述行走电机，完成对所述行走电机的转速及方向的控制，从而精确的实现联动模式下双车的全方位行走控制，控制器的无线通信模块将平台的状态信息实时的传送到手持遥控器上，实现无线遥控；经过所述控制系统4在程序中输入上下限位高度，由所述拉线编码器27控制，在保证升降高度的同时确保联动模式下所述升降装置2的同步性，所述升降装置2在某动作要求下，经所述蓄电池箱13内的铅蓄电池供电，在所述直流电机22驱动下，经所述联轴器23、连接轴和所述换向器24传递到所述升降机26的轴端，完成所述升降平台21的升降。

本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。