專利名稱：移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法
移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于移動焊接機器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)與制造技術(shù)的發(fā)展，使得重要的大型結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越多，對這類構(gòu)件的焊接、檢測與維修等工作必須現(xiàn)場作業(yè)，要實現(xiàn)其自動化焊接、檢測與維修等工作，移動機器人作為工作平臺是實現(xiàn)的關(guān)鍵。輪式移動焊接機器人具有結(jié)構(gòu)緊湊、運動靈活等優(yōu)點；但采用四輪驅(qū)動，若無轉(zhuǎn)機構(gòu)時，四輪將以滑移方式轉(zhuǎn)向，當移動機器人在垂直壁面上工作時，該轉(zhuǎn)向方式將導致機器人位姿不可控，影響焊接質(zhì)量。若采用增加轉(zhuǎn)身機構(gòu)，機器人不僅驅(qū)動電機數(shù)目增加，而且機構(gòu)復雜度大大增加。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種采用移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法，該跟蹤方法具有控制簡單，易于實現(xiàn)，跟蹤軌跡時無滑移，軌跡跟蹤準確、可靠性高等特點。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法，移動焊接機器人包括第一驅(qū)動輪(I)、第二驅(qū)動輪(2)、第三驅(qū)動輪(3)、第四驅(qū)動輪(4)、移動本體(5)，第一驅(qū)動輪(I)與本體(5)之間的第一轉(zhuǎn)動副(6)、第二驅(qū)動輪(2)與本體(5)之間的第二轉(zhuǎn)動副(7)、第三驅(qū)動(3)與本體(5)之間的第三轉(zhuǎn)動副(8)、第四驅(qū)動輪(4)與本體(5)之間的第四轉(zhuǎn)動副(9)。第一驅(qū)動輪(I)與第二驅(qū)動輪(2)的速度大小相同為匕；第三驅(qū)動輪(3)與第四驅(qū)動輪(4)速度大小相同為Kz，第一、第二與第三、第四驅(qū)動輪速度差為Λ ν=ν,-ν￡。當 AF = O時，移動機構(gòu)將沿直線運動；iAF<0時，移動機構(gòu)將繞左側(cè)轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動O (如圖1所示)；當在7>0時，移動機構(gòu)將繞右側(cè)轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，圖2為其轉(zhuǎn)彎半徑為O時狀態(tài)；其特征是第一、第二兩驅(qū)動輪速度匕大小與其偏轉(zhuǎn)角於大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反；第三、第四驅(qū)動輪速度Kz大小與其偏轉(zhuǎn)角α大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反。
該方法利用第一、第二驅(qū)動輪與第三、第四驅(qū)動輪之間的差速能實現(xiàn)任意軌跡跟蹤，無需轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
本發(fā)明具有控制簡單、易于實現(xiàn)，成本低，實現(xiàn)任意半徑轉(zhuǎn)向，無需轉(zhuǎn)向機構(gòu)；轉(zhuǎn)向時無滑移，轉(zhuǎn)向準確、可靠性高。同時，因采用四輪驅(qū)動，相對于兩輪差速，其穩(wěn)定性與負載能力都大大提聞。


圖1為本發(fā)明的移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向原理圖。
圖2為本發(fā)明移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向零轉(zhuǎn)彎半徑原理圖。
圖中1為第一驅(qū)動輪；2為第二驅(qū)動輪；3為第三驅(qū)動輪；4為第四驅(qū)動輪；5為移動本體；6為第一轉(zhuǎn)動副；7為第二轉(zhuǎn)動副；8為第三轉(zhuǎn)動副；9為第四轉(zhuǎn)動副；10為第三、第四驅(qū)動輪運動軌跡；11為第一、第二驅(qū)動輪運動軌跡為第一、第二驅(qū)動輪速度;V￡為第三、第四驅(qū)動輪速度為第一、第二驅(qū)動輪偏轉(zhuǎn)角；α為第三、第四驅(qū)動輪偏轉(zhuǎn)角。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體機構(gòu)和工作原理進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明包括第一驅(qū)動輪1，第二驅(qū)動輪2，第三驅(qū)動輪3，第四驅(qū)動輪 4，移動本體5，第一轉(zhuǎn)動副6，第二轉(zhuǎn)動副7，第三轉(zhuǎn)動副8，第四轉(zhuǎn)動副9 ;第一驅(qū)動輪I與第二驅(qū)動輪2速度匕大小與偏轉(zhuǎn)角於大小相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反；第三驅(qū)動輪3與第四驅(qū)動輪4速度Kz大小與偏轉(zhuǎn)角α大小相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反。設(shè)速度差為Λ K=匕-Kz，當AF = O 時，移動機構(gòu)將沿直線運動；當在_^<0時，移動機構(gòu)將繞右側(cè)轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動0(如圖1所示); 當AF >O時,移動機構(gòu)將繞左側(cè)轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動,圖2為其轉(zhuǎn)彎半徑為O時；其特點是左側(cè)前后兩輪速度大小I與偏轉(zhuǎn)角,始終相同，右側(cè)兩輪速度大小匕與偏轉(zhuǎn)角β始終相同,利用兩則輪子差速能實現(xiàn)繞任意半徑轉(zhuǎn)彎，無需轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法，移動焊接機器人包括第一驅(qū)動輪(I)、第二驅(qū)動輪(2)、第三驅(qū)動輪(3)、第四驅(qū)動輪(4)、移動本體(5)，第一驅(qū)動輪(I)與本體(5)之間的第一轉(zhuǎn)動副(6)、第二驅(qū)動輪(2)與本體(5)之間的第二轉(zhuǎn)動副(7)、第三驅(qū)動(3)與本體(5)之間的第三轉(zhuǎn)動副(8)、第四驅(qū)動輪(4)與本體(5)之間的第四轉(zhuǎn)動副(9);第一驅(qū)動輪(I)與第二驅(qū)動輪(2)的速度大小相同為匕；第三驅(qū)動輪(3)與第四驅(qū)動輪(4)速度大小相同為Kz，其特征是第一、第二兩驅(qū)動輪速度匕大小與其偏轉(zhuǎn)角於大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反；第三、第四驅(qū)動輪速度Vl大小與其偏轉(zhuǎn)角α大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反。
全文摘要
一種移動焊接機器人四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向方法，移動焊接機器人包括第一驅(qū)動輪、第二驅(qū)動輪、第三驅(qū)動輪、第四驅(qū)動輪、移動本體，第一驅(qū)動輪與本體之間的第一轉(zhuǎn)動副、第二驅(qū)動輪與本體之間的第二轉(zhuǎn)動副、第三驅(qū)動與本體之間的第三轉(zhuǎn)動副、第四驅(qū)動輪與本體之間的第四轉(zhuǎn)動副；其特征是第一、第二兩驅(qū)動輪速度VR大小與其偏轉(zhuǎn)角大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反；第三、第四驅(qū)動輪速度VL大小與其偏轉(zhuǎn)角大小始終相同，偏轉(zhuǎn)角方向相反。本發(fā)明具有控制簡單、易于實現(xiàn)，成本低，實現(xiàn)任意半徑轉(zhuǎn)向，無需轉(zhuǎn)向機構(gòu)；轉(zhuǎn)向時無滑移，轉(zhuǎn)向準確、可靠性高。同時，因采用四輪驅(qū)動，相對于兩輪差速，其穩(wěn)定性與負載能力都大大提高。
文檔編號B62D11/02GK102991578SQ20121048365
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者毛志偉, 周少玲, 石志新, 王艷慶 申請人:南昌大學