一種機(jī)器人底盤控制方法、控制器及機(jī)器人控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人底盤控制方法、控制器及機(jī)器人控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)器人底盤的驅(qū)動輪或不同車軸之間會加裝差速器，是由于機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎行駛時，外輪的路徑明顯比內(nèi)徑長，如果僅通過一根驅(qū)動軸將動力傳給外輪，就會使得某側(cè)驅(qū)動輪出現(xiàn)打滑或者拖行的現(xiàn)象，從而增加了輪胎的磨損以及無意義的功率消耗。
[0003]而加裝差速器后，無論轉(zhuǎn)彎行駛還是直線行駛，兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速之和始終等于差速器轉(zhuǎn)速的兩倍，常用的對稱式齒輪差速器內(nèi)摩擦力力矩很小，可以認(rèn)為無論左右驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速是否相等，兩邊扭矩總是平均分配，而這樣的分配比例對于機(jī)器人在良好路面行駛的情況下不會出現(xiàn)什么問題，但是如果路面情況不好，就會出現(xiàn)機(jī)器人打滑甚至失控的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種機(jī)器人底盤控制方法、控制器及機(jī)器人控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中加裝差速器后，兩邊扭矩平均分配，導(dǎo)致在路面不好的情況下，容易出現(xiàn)機(jī)器人打滑甚至失控的現(xiàn)象的問題，其具體方案如下:
[0005]—種機(jī)器人底盤控制方法，包括:
[0006]獲取用戶輸入的控制信號，所述控制信號包括:轉(zhuǎn)向信號及制動信號；
[0007]根據(jù)所述控制信號計(jì)算所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差；
[0008]根據(jù)所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算所述機(jī)器人底盤中各驅(qū)動輪的扭矩并輸出，以實(shí)現(xiàn)對所述機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速調(diào)節(jié)。
[0009]進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述控制信號計(jì)算所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，具體為:
[0010]根據(jù)所述控制信號計(jì)算所述機(jī)器人底盤前輪內(nèi)外輪的輪速差，或后輪內(nèi)外輪的輪速差，或前輪及后輪內(nèi)外輪的輪速差。
[0011]進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算所述機(jī)器人底盤中各驅(qū)動輪的扭矩并輸出，具體為:
[0012]檢測所述機(jī)器人的當(dāng)前車輛滑移率；
[0013]根據(jù)所述當(dāng)前車輛滑移率及機(jī)器人底盤驅(qū)動輪內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算所述機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的扭矩并輸出。
[0014]進(jìn)一步的，所述檢測所述機(jī)器人的當(dāng)前車輛滑移率，具體為:
[0015]接收轉(zhuǎn)矩電流信號；
[0016]根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩電流信號檢測所述機(jī)器人的當(dāng)前車輛滑移率。
[0017]—種控制器，包括:獲取單元，與所述獲取單元相連的輪速差計(jì)算單元，與所述輪速差計(jì)算單元相連的扭矩輸出單元，其中:
[0018]所述獲取單元用于獲取用戶輸入的控制信號，所述控制信號包括:轉(zhuǎn)向信號及制動信號；
[0019]所述輪速差計(jì)算單元用于根據(jù)所述控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差；
[0020]所述扭矩輸出單元用于根據(jù)所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算所述機(jī)器人底盤中各驅(qū)動輪的扭矩并輸出，以實(shí)現(xiàn)對所述機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速調(diào)節(jié)。
[0021 ]進(jìn)一步的，所述輪速差計(jì)算單元具體用于:
[0022]根據(jù)所述控制信號計(jì)算所述機(jī)器人底盤前輪內(nèi)外輪的輪速差，或后輪內(nèi)外輪的輪速差，或前輪及后輪內(nèi)外輪的輪速差。
[0023]進(jìn)一步的，所述扭矩輸出單元具體包括:檢測子單元及輸出子單元，其中:
[0024]所述檢測子單元用于檢測所述機(jī)器人的當(dāng)前車輛滑移率；
[0025]所述輸出子單元用于根據(jù)所述當(dāng)前車輛滑移率及汽車驅(qū)動輪內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算所述機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的扭矩并輸出。
[0026]進(jìn)一步的，所述檢測子單元具體用于:
[0027]接收電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流信號，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩電流信號檢測所述電動汽車的當(dāng)前車輛滑移率。
[0028]—種機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:多個驅(qū)動電機(jī)，與所述多個驅(qū)動電機(jī)相連的控制器，其中，所述多個驅(qū)動電動機(jī)為4個驅(qū)動電機(jī)；
[0029]所述控制器獲取用戶輸入的控制信號及多個驅(qū)動電機(jī)發(fā)送的每個驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流信號，所述控制信號包括:轉(zhuǎn)向信號及制動信號，根據(jù)所述控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩電流信號檢測所述機(jī)器人的當(dāng)前車輛滑移率，并根據(jù)所述機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差以及當(dāng)前車輛滑移率計(jì)算所述機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的扭矩并輸出至所述各驅(qū)動電機(jī)；
[0030]所述驅(qū)動電機(jī)輸出驅(qū)動扭矩，控制所述機(jī)器人行駛。
[0031]從上述技術(shù)方案可以看出，本申請公開的機(jī)器人底盤控制方法、控制器及車輛控制系統(tǒng)，通過獲取用戶輸入的控制信號，其中控制信號包括轉(zhuǎn)向信號及制動信號，根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，并根據(jù)驅(qū)動輪內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算各驅(qū)動輪的扭矩，輸出各驅(qū)動輪的扭矩，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速控制。本方案通過對各驅(qū)動輪的電子差速控制，實(shí)現(xiàn)了對每個驅(qū)動輪進(jìn)行具體調(diào)節(jié)，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中加裝差速器，使兩邊扭矩平均分配，導(dǎo)致扭矩分配不合理出現(xiàn)機(jī)器人打滑甚至失控的情況。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種機(jī)器人底盤控制方法的流程圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種車輛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]本發(fā)明公開了一種機(jī)器人底盤控制方法，其流程圖如圖1所示，包括:
[0038]步驟Sll、獲取用戶輸入的控制信號；
[0039]控制信號包括:轉(zhuǎn)向信號及制動信號，還可以包括車速信號，其中，轉(zhuǎn)向信號可以具體為方向盤轉(zhuǎn)動時發(fā)出的信號，制動信號可以為油門或剎車踩下時發(fā)出的信號，車速信號可以為當(dāng)前車速。
[0040]步驟S12、根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差；
[0041]根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，具體的，可以根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前運(yùn)行的路況，如:機(jī)器人當(dāng)前處于加速或爬坡狀態(tài)，或機(jī)器人當(dāng)前處于減速或轉(zhuǎn)彎狀態(tài)等不同的情況，控制機(jī)器人底盤不同的驅(qū)動輪作為主動輪，即機(jī)器人底盤可以為前輪為主動輪，也可以為后輪為主動輪，也可以為機(jī)器人底盤的四個驅(qū)動輪分別獨(dú)立驅(qū)動，即:
[0042]根據(jù)控制信號計(jì)算電動汽車前輪內(nèi)外輪的輪速差，或后輪內(nèi)外輪的輪速差，或前輪及后輪內(nèi)外輪的輪速差。
[0043]步驟S13、根據(jù)機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算機(jī)器人底盤中各驅(qū)動輪的扭矩并輸出，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速調(diào)節(jié)。
[0044]輸出各驅(qū)動輪的扭矩至各驅(qū)動輪的驅(qū)動電機(jī)，由各驅(qū)動輪的驅(qū)動電機(jī)輸出驅(qū)動扭矩，驅(qū)動機(jī)器人行駛，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速調(diào)節(jié)，并保證了機(jī)器人的穩(wěn)定性。
[0045]其中，各驅(qū)動輪的驅(qū)動電機(jī)可以采用無刷電機(jī)，無刷電機(jī)沒有齒輪或減速裝置，減少了電機(jī)磨損的不可靠性，無刷電機(jī)的效率在一定電流范圍內(nèi)比有刷電機(jī)高，并且，無刷電機(jī)在運(yùn)行過程中噪聲較低，且壽命較長。
[0046]為每個驅(qū)動輪分配一個驅(qū)動電機(jī)，使得機(jī)器人牽引力及其動力學(xué)控制從傳統(tǒng)上控制機(jī)器人動力傳動系轉(zhuǎn)變?yōu)楦菀讓?shí)現(xiàn)的控制電機(jī)的動力學(xué)響應(yīng)，這就使得機(jī)器人底盤以較低的成本提高了機(jī)器人牽引力控制系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)及機(jī)器人動力學(xué)控制的性能。
[0047]具體的，根據(jù)機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算機(jī)器人底盤中各驅(qū)動輪的扭矩并輸出，可以為:檢測機(jī)器人的當(dāng)前滑移率，根據(jù)當(dāng)前滑移率及機(jī)器人底盤驅(qū)動輪內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的扭矩并輸出。
[0048]其中，檢測機(jī)器人的當(dāng)前滑移率，具體為:接收轉(zhuǎn)矩電流信號，根據(jù)轉(zhuǎn)矩電流信號檢測機(jī)器人的當(dāng)前滑移率。
[0049]本實(shí)施例公開的機(jī)器人底盤控制方法，通過獲取用戶輸入的控制信號，其中控制信號包括轉(zhuǎn)向信號及制動信號，根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，并根據(jù)驅(qū)動輪內(nèi)外輪的輪速差計(jì)算各驅(qū)動輪的扭矩，輸出各驅(qū)動輪的扭矩，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人底盤各驅(qū)動輪的電子差速控制。本方案通過對各驅(qū)動輪的電子差速控制，實(shí)現(xiàn)了對每個驅(qū)動輪進(jìn)行具體調(diào)節(jié)，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中加裝差速器，使兩邊扭矩平均分配，導(dǎo)致扭矩分配不合理出現(xiàn)機(jī)器人打滑甚至失控的情況。
[0050]本實(shí)施例公開了一種控制器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括:
[0051 ] 獲取單元21，與獲取單元21相連的輪速差計(jì)算單元22，與輪速差計(jì)算單元22相連的扭矩輸出單元23。
[0052]其中，獲取單元21用于獲取用戶輸入的控制信號，控制信號包括:轉(zhuǎn)向信號及制動信號，還可以包括車速信號。
[0053]輪速差計(jì)算單元22用于根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差。
[0054]根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速差，具體的，可以根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前運(yùn)行的路況，如:機(jī)器人當(dāng)前處于加速或爬坡狀態(tài)，或機(jī)器人當(dāng)前處于減速或轉(zhuǎn)彎狀態(tài)等不同的情況，控制機(jī)器人底盤不同的驅(qū)動輪作為主動輪，即機(jī)器人底盤可以為前輪為主動輪，也可以為后輪為主動輪，也可以為機(jī)器人底盤的四個驅(qū)動輪分別獨(dú)立驅(qū)動，即:
[0055]根據(jù)控制信號計(jì)算機(jī)器人底盤前輪內(nèi)外輪的輪速差，或后輪內(nèi)外輪的輪速差，或前輪及后輪內(nèi)外輪的輪速差。
[0056]扭矩輸出單元23用于根據(jù)機(jī)器人底盤內(nèi)外輪的輪速