一种移动装置、移动装置控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动装置，尤其是用来承载负载的移动装置以及该移动装置的控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]一些机器人设备中，直接将负载固定在底盘上，通过底盘运动带动负载运动。此种机器人设备中，负载活动受限，不够灵活，只能在水平方向随底盘转动；且底盘受到的振动，会直接影响负载的稳定性。
【发明内容】
[0003]鉴于以上内容，有必要提出一种移动装置，能够承载负载，并增强负载的灵活性与稳定性。
[0004]另外，还有必要提出一种移动装置控制系统及控制方法，能够控制上述移动装置。
[0005]一种移动装置，包括底盘、云台及感测元件，所述底盘与所述云台连接，所述感测元件用于测量所述云台与底盘之间的相对偏移信息，当所述云台转动时，所述底盘根据所述相对偏移信息运动从而使所述底盘与云台之间的相对偏移量满足预设条件。
[0006]一种上述移动装置的控制系统，包括:获取模块，用于获取移动动装置的云台与底盘之间的相对偏移信息；控制模块，用于根据所述相对偏移信息，控制所述底盘运动，使所述底盘与云台之间的相对偏移量满足预设条件。
[0007]一种上述移动装置的控制方法，包括:获取的移动动装置的云台与底盘之间的相对偏移信息；及根据所述相对偏移信息，控制所述底盘运动，使所述底盘与云台之间的相对偏移量满足预设条件。
[0008]相较于现有技术，利用本发明提供的移动装置及其控制系统与方法能够实现云台的灵活运动，且降低了底盘振动对负载的影响。
【附图说明】
[0009]图1是本发明移动装置较佳实施例的系统架构示意图。
[0010]图2是本发明移动装置较佳实施例中云台的结构示意图。
[0011]图3是本发明移动装置较佳实施例的系统架构实例图。
[0012]图4是本发明移动装置较佳实施例中的信号控制回路。
[0013]图5是本发明移动装置的控制系统第一较佳实施例的示意图。
[0014]图6是本发明移动装置的控制系统第二较佳实施例的示意图。
[0015]图7是本发明移动装置的控制方法第一较佳实施例的流程图。
[0016]图8是本发明移动装置的控制方法第二较佳实施例的流程图。
[0017]主要元件符号说明
[0018]移动装置100
[0019]底盘I
[0020]轮子10
[0021]云台2
[0022]俯仰轴20
[0023]航向轴21
[0024]俯仰轴驱动件22
[0025]航向轴驱动件23
[0026]感测元件3
[0027]发射机构4
[0028]惯性量测传感器5
[0029]控制器6
[0030]控制系统200
[0031]检测模块203
[0032]获取模块201
[0033]控制模块202
[0034]如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0035]参阅图1所示，是本发明移动装置的较佳实施例的系统架构示意图。
[0036]在本实施例中，移动装置100包括底盘1、云台2及感测元件3。其中，所述云台2包括俯仰轴20以及航向轴21。所述云台2的航向轴21连接底盘1，及云台2的俯仰轴20可以承载一个负载，如发射机构4。
[0037]可以理解，所述云台2也可以承载其他负载，如摄像机、超声波测量设备等。
[0038]云台2的俯仰轴20可以通过一个锁紧部件(未图示)固定发射机构4，以及云台2的航向轴21可以通过一个底盘固定座(未图示)与底盘I连接。本领域技术人员应该理解，云台2俯仰轴20以及航向轴21也可以通过其他方式与发射机构4以及底盘I连接。
[0039]同时参阅图2，所述云台2的俯仰轴20包括驱动件22，以及航向轴21包括驱动件23。所述驱动件22及23分别包括定子及转子。驱动件22的定子与发射机构4连接，以及驱动件22的转子与所述云台2连接。所述驱动件23的定子与所述底盘I连接，所述驱动件23的转子与所述云台2连接。所述驱动件22及23透过其定子与转子可分别驱动云台2所承载的发射机构4进行俯仰运动以及偏航运动。本实施例中，所述俯仰运动的俯仰角度可以为O?180度，以及偏航运动的偏航角度可以为O?360度。本实施例中，所述驱动件42为无刷电机。可以理解的是，所述驱动件42也可为有刷电机或马达等，而并不限于本实施例。
[0040]所述感测元件3可以安装在云台2的航向轴驱动件23中，用以测量云台2与底盘I之间的实际相对偏移信息，如相对偏移角度和/或相对偏移速度。本实施方式中，所述感测元件3为角度量测传感器，且包括但不限于绝对编码器、增量式编码器、磁编码器等。
[0041]额外地或者附加地，本发明所述移动装置100还包括一个惯性量测传感器5。该惯性量测传感器5可以与发射机构4连接，用于量测发射机构4的实际俯仰角度以及偏航角度。所述惯性量测传感器5包括，但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计等。
[0042]本发明所述移动装置100还包括一个控制器6。所述控制器6是移动装置100的控制中心，其可以是中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。所述控制器6可以安装于移动装置100的任何位置。
[0043]所述控制器6可以根据感测元件3量测的云台2与底盘I之间的实际相对偏移信息，控制底盘I运转，以使云台2与底盘I之间的相对偏移量满足预设条件，如控制云台2与底盘I之间的相对偏移角度达到预设的偏移角度，或控制二者之间的相对偏移速度达到预设值。
[0044]参阅如图3所示，移动装置100在静止状态下，其中的发射机构4的正前位置与底盘I的正前位置是一致的。因此，云台2与底盘I之间的相对偏移角度为O。因此，本实施例中，所述预设条件为使底盘I与云台2之间的相对偏移角度和相对偏移速度为O。故当所述底盘I在运转时，控制器6控制底盘I的驱动元件，如轮子10运转，使所述底盘I追随所述云台2运动。当相对偏移角度越大，为尽快缩小二者之间的角度差，底盘I的运动速度越快；反之，相对偏移角度越小，底盘I的运动速度则越慢。
[0045]进一步地，所述控制器6还可以根据惯性量测传感器5量测的发射机构4的俯仰角度以及偏航角度，控制云台2的俯仰轴驱动件22以及航向轴驱动件23转动，以调节发射机构4的仰角度以及偏航角度，使其达到预设的俯仰角度以及偏航角度。
[0046]参阅图4所示，是本发明移动装置100的较佳实施例中的信号控制回路。首先，用户通过预设的手段向控制器6输入预设的数据，如发射机构4的预设的俯仰角度以及偏航角度，以及云台2与底盘I之间的预设的相对偏移角度及/或相对偏移速度。所述预设的手段可以包括通过控制器6的一个输入单元输入，或者通过一个遥控器向该控制器6的一个通讯接口发送信号。控制器6在接收到上述数据之后，控制云台2的俯仰轴驱动件22以及航向轴驱动件23运动，以驱动云台2所承载的发射机构4进行俯仰运动以及偏航运动。在发射机构4进行俯仰运动以及偏航运动时，惯性量测传感器5实时量测发射机构4的实际俯仰角度以及偏航角度，并将该发射机构4的实际俯仰角度以及偏航角度反馈给控制器6，控制器6根据所述发射机构4的实际俯仰角度以及偏航角度，继续控制云台2的俯仰轴驱动件22以及航向轴驱动件23转动，以调节发射机构4的俯仰角度以及偏航角度，使其达到预设的俯仰角度以及偏航角度。同时，控制器6在控制云台2的俯仰轴驱动件22以及航向轴驱动件23运动时，安装在航向轴驱动件23内的感测元件3将云台2与底盘I之间的相对偏移角度数据回馈给控制器6，控制器6根据该相对偏移角度实时控制底盘I运转，以使云台2与底盘I之间的相对偏移量满足预设值。如使相对偏移角度小于预定值和/或相对偏于速度小于预设值。
[0047]请阅图5，所示为本发明移动装置的较佳实施例的控制系统示意图。所述控制系统200包括:
[0048]获取模块201，用于获取所述移动装置100的云台2与底盘I之间的相对偏移信息;
[0049]控制模块202，用于根据所述相对偏移信息，控制所述底盘I运动，使所述底盘I与云台2之间的相对偏移量满足预设条件。
[0050]其中，所述获取模块201可以用于实时获取所述云台2与底盘I之间的相对偏移信息，包括相对偏移角度及/或相对偏移速度。本实施方式中，所述控制模块202用于控制所述底盘I跟随所述云台2运动，以使所述相对偏移角度和所述相对偏移速度趋近于0，也可以用于控制所述相对偏移角度和所述相对偏移速度保持预定值。
[0051]此外，所述控制模块202也可以用于控制云台2的俯仰轴20及/或航向轴21转动，以驱动所述负载进行俯仰运动及/或偏航运动，并根据实时获取的所述负载的实际俯仰角度以及偏航角度，控制所述负载达到预设的俯仰角度及/或偏航角度。
[0052]请一并参阅图6，所述控制系统200还可以包括检测模块203，用于检测所述移动装置100的云台2与底盘I之间是否发生相对偏移，若发生偏移，则所述获取模块201获取相对偏移信息。
[0053]所述检测模块203通过实时或定时检测所述云台2与底盘I的相对偏移信息。
[0054]参阅图7所示，是本发明移动装置的控制方法的较佳实施例流程图。根据不同的需求，图7所示控制方法中，步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以省略，而并不限于图7所示的步骤及顺序。
[0055]步骤S301:获取移动装置100的云台2与底盘I之间的相对偏移信息；
[0056]步骤S302: