一种全向移动底盘的制作方法

本实用新型涉及一种全向移动底盘，具体地说是采用了特殊结构的移动底盘，属于机械电子领域。

背景技术：

随着科学技术的发展，各种智能设备及智能系统越来越多的走进了人们的生活和工作当中，根据生产生活需求，人们对智能机械不断的提出了新的要求，就机电设备的移动而言，目前大多数的移动底盘为平行四轮结构，设备仅能前后行驶，且转弯半径大，运动不够灵活，而一些三轮或者四轮的全向移动机器人多采用多轮联动的形式使底盘进行全向移动，算法较为复杂，不易控制。

技术实现要素：

针对上述的不足，本实用新型提供了一种全向移动底盘，是一种具有特殊结构的全向移动底盘，具有控制简单，运动灵活等特点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种全向移动底盘，是由移动底盘、电机、全向轮、控制模块、驱动模块和供电系统组成的，所述的电机固定到所述的移动底盘上，所述的全向轮包括全向轮轮盘和全向轮滚轴，所述的全向轮通过联轴器与所述的电机的输出轴连接，所述的控制模块和所述的驱动模块固定到所述的移动底盘的适当位置处，所述的供电系统为全向移动底盘提供电力。

所述的电机有四个，对称固定在所述的移动底盘上，相对的两个电机的输出轴的轴线位于同一条直线上，相邻的两个电机的输出轴的轴线相互垂直。

所述的控制模块具有两种控制模式，分别为四轮单独控制模式和分组控制模式，所述的分组控制模式是将所述的相对的两个电机分为一组，四个电机分为两组，分别为X轴运动组和Y轴运动组，当所述的控制模块为四轮单独控制模式时，可以通过所述的驱动模块驱动四个电机单独运动，当所述的控制模块为分组控制模式时，可以通过所述的驱动模块驱动所述的一组电机(相对的两个电机)实现同步转动，且能够对两组电机实现独立驱动。

所述的全向轮为双轮盘或者多轮盘同轴设置，且保证至少有两个全向轮轮盘上的全向轮滚轴相互交错分布。

一种全向移动底盘的控制方法，其具体内容如下：

a.前后移动：

将控制模块设置为分组控制模式，通过驱动模块驱动Y轴运动组的两个电机同步转动，即实现了移动底盘的前后移动，其运动速度为Y轴运动组的两个电机带动全向轮转动的速度；

b.横向移动：

将控制模块设置为分组控制模式，通过驱动模块驱动X轴运动组的两个电机同步转动，即实现了移动底盘的横向移动，其运动速度为X轴运动组的两个电机带动全向轮转动的速度；

c.任意方向移动：

将控制模块设置为分组控制模式，通过驱动模块分别驱动X轴运动组和Y 轴运动组的两个电机同步转动，通过改变X轴运动组和Y轴运动组的速度，根据速度合成定理，便可以得到不同方向和大小的底盘移动速度，即实现了移动底盘的任意方向移动，其运动速度为X轴运动组的两个电机带动全向轮转动的速度和Y轴运动组的两个电机带动全向轮转动的速度的合成；

d.原地旋转：

将控制模块设置为四轮单独控制模式，通过驱动模块分别驱动四个电机同时进行顺时针或者逆时针的转动，且保证四个电机的转速相同，即实现了移动底盘的原地旋转，其运动速度与四个电机带动全向轮转动的速度相同。

该实用新型的有益之处是，新型的全向移动底盘具有特殊的结构和控制模块，即控制模块拥有两种不同的控制模式，在分组控制模式下，通过将电机以一种独特的方式固定，并合理的分组，通过驱动器分别控制X轴运动组和Y轴运动组电机同步转动，实现全向移动底盘的前后移动、横向移动以及任意方向的移动，当控制模块在四轮单独控制模式时，通过驱动模块控制四个电机同时沿顺时针或者逆时针转动，便实现了全向移动底盘的原地旋转，即通过控制模式的切换和电机的合理分组可以实现底盘的全向移动，大大提高了底盘移动的灵活性，且不需要复杂的算法，只需改变X轴运动组和Y轴运动组的速度，便可轻松获得不同的底盘移动速度。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型的俯视图；

附图3为全向轮的结构示意图；

附图4为本实用新型前后运动时的控制示意图；

附图5为本实用新型横向运动时的控制示意图；

附图6为本实用新型任意方向运动时的控制示意图；

附图7为本实用新型原地旋转时的控制示意图。

图中，1、移动底盘，2、全向轮，2.1、全向轮轮盘，2.2、全向轮滚轴，3、电机，4、控制模块，5、供电系统，6、驱动模块。

具体实施方式

一种全向移动底盘，是由移动底盘1、电机3、全向轮2、控制模块4、驱动模块6和供电系统5组成的，所述的电机3固定到所述的移动底盘1上，所述的全向轮2包括全向轮轮盘2.1和全向轮滚轴2.2，所述的全向轮2通过联轴器与所述的电机3的输出轴连接，所述的控制模块4和所述的驱动模块6固定到所述的移动底盘1的适当位置处，所述的供电系统5为全向移动底盘提供电力。

所述的电机3有四个，对称固定在所述的移动底盘1上，相对的两个电机 3的输出轴的轴线位于同一条直线上，相邻的两个电机3的输出轴的轴线相互垂直。

所述的控制模块4具有两种控制模式，分别为四轮单独控制模式和分组控制模式，所述的分组控制模式是将所述的相对的两个电机3分为一组，四个电机3分为两组，分别为X轴运动组和Y轴运动组，当所述的控制模块4为四轮单独控制模式时，可以通过所述的驱动模块6驱动四个电机3单独运动，当所述的控制模块4为分组控制模式时，可以通过所述的驱动模块6驱动所述的一组电机3(相对的两个电机3)实现同步转动，且能够对两组电机3实现独立驱动。

所述的全向轮2为双轮盘或者多轮盘同轴设置，且保证至少有两个全向轮轮盘2.1上的全向轮滚轴2.2相互交错分布。

一种全向移动底盘的控制方法，其具体内容如下：

a.前后移动：

如图4所示，将控制模块4设置为分组控制模式时，通过驱动模块6驱动 Y轴运动组的两个电机3同步转动，即实现了移动底盘1的前后移动，其运动速度为Y轴运动组的两个电机3带动全向轮2转动的速度，即满足以下关系式：

Vy＝Va＝Vc；

式中，Vy为全向移动底盘的前后移动速度，Va、Vc分别为全向轮A和全向轮C的速度；

b.横向移动：

如图5所示，将控制模块4设置为分组控制模式，通过驱动模块6驱动X 轴运动组的两个电机3同步转动，即实现了移动底盘1的横向移动，其运动速度为X轴运动组的两个电机3带动全向轮2转动的速度，即满足以下关系式：

Vx＝Vb＝Vd；

式中，Vx为全向移动底盘的横向移动速度，Vb、Vd分别为全向轮B和全向轮D的速度；

c.任意方向移动：

如图6所示，将控制模块4设置为分组控制模式，通过驱动模块6分别驱动X轴运动组和Y轴运动组的两个电机3同步转动，通过改变X轴运动组和Y 轴运动组的速度，根据速度合成定理，便可以得到不同方向和大小的底盘移动速度，即实现了移动底盘1的任意方向移动，其运动速度为X轴运动组的两个电机3带动全向轮2转动的速度和Y轴运动组的两个电机3带动全向轮2转动的速度的合成，即满足以下关系式：

Vx＝Vb＝Vd；

Vy＝Va＝Vc；

Vr²＝Vx²+Vy²；

式中，Vx为全向移动底盘的横向移动速度，Vy为全向移动底盘的前后移动速度，Va、Vc分别为全向轮A和全向轮C的速度，Vb、Vd分别为全向轮B 和全向轮D的速度，Vr为全向轮移动底盘的任意方向移动速度；

d.原地旋转：

如图7所示，将控制模块4设置为四轮单独控制模式，通过驱动模块6分别驱动四个电机3同时进行顺时针或者逆时针的转动，且保证四个电机的转速相同，即实现了移动底盘1的原地旋转，其运动速度与四个电机3带动全向轮2 转动的速度相同，即满足以下关系式：

Vs＝Va＝Vb＝Vc＝Vd；

式中，Va、Vc分别为全向轮A和全向轮C的速度，Vb、Vd分别为全向轮 B和全向轮D的速度，Vs为全向轮移动底盘的原地旋转速度。

在实际应用时，根据需要实时选择控制模块4的控制模式，通过驱动模块 6控制移动底盘1做前后移动、横向移动、任意方向移动以及原地旋转运动，即实现了移动底盘1的全向运动。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。