基于單球輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車

高尚+馮凱+陳瑞+程瑞+呂海霆

摘 要：本設(shè)計(jì)結(jié)合了創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，根據(jù)球形輪胎的全方位驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新型的球形驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；并且根據(jù)現(xiàn)有的倉儲(chǔ)無人搬運(yùn)車的起重結(jié)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)車體自身的問題，我們改進(jìn)出無自旋升降起重機(jī)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：單球輪結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；自動(dòng)導(dǎo)引

目前市面上的自動(dòng)導(dǎo)引車主要是兩輪差速行駛機(jī)構(gòu)、三輪行駛機(jī)構(gòu)、帶舵輪的四輪行駛機(jī)構(gòu)等這三種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。這幾種行駛機(jī)構(gòu)的輪子都是圓柱體形狀的，對于兩輪的行駛機(jī)構(gòu)需要使用差速法的驅(qū)動(dòng)方式來控制車的轉(zhuǎn)向；三輪行駛機(jī)構(gòu)的前輪是有轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)控制轉(zhuǎn)向；帶舵輪的四輪行駛機(jī)構(gòu)需要利用四個(gè)輪子上的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)來控制轉(zhuǎn)向。

我們設(shè)計(jì)的球形輪胎驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不需要差速、不需要轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)便可以向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)且不用改變車體的方向。

一個(gè)集成環(huán)境感測、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)就是人們所說的AGV小車。它集中了機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、傳感器、自動(dòng)化控制、人工智能等學(xué)科的研究成果，是機(jī)電一體化的最高成就的代表，也是目前自動(dòng)化智能技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。自動(dòng)導(dǎo)引車具有自動(dòng)導(dǎo)引功能（磁條導(dǎo)航、激光導(dǎo)航等），可以讓其沿規(guī)劃的引導(dǎo)路線運(yùn)行，具備的功能有安全保護(hù)和物體搬運(yùn)，可以取代叉車等人工輔助車輛等傳統(tǒng)物體搬運(yùn)機(jī)械設(shè)備，無人化、高效率是它的特點(diǎn)。自動(dòng)導(dǎo)引車它可以實(shí)現(xiàn)物品快速搬運(yùn)，還能根據(jù)貨架的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，貨物可以直接放到貨架上，自動(dòng)導(dǎo)引車可以自動(dòng)行駛進(jìn)貨架底部搬運(yùn)到目的地，全程自動(dòng)化，快捷省時(shí)。它的出現(xiàn)可以節(jié)省勞動(dòng)力，提高效率，從而獲取更高的效益。

本文創(chuàng)新設(shè)計(jì)的球形輪胎驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由球形輪胎、伺服電機(jī)、麥克納姆輪等組成。球形輪胎驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1-（1）所示。

球形輪胎驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)球形輪胎，一個(gè)X軸方向上放置一個(gè)電機(jī)，一個(gè)在y軸方向上。如圖1-（2）所示，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)麥克納姆輪旋轉(zhuǎn)，麥克納姆輪帶動(dòng)球形輪胎旋轉(zhuǎn)。因?yàn)辂溈思{姆輪的特性，所以各個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，各個(gè)電機(jī)互不影響。

參考文獻(xiàn)：

[1][美]馬西莫·班茨.愛上Arduino[M].北京：人民郵電出版社，2016.3.1

[2]臧海波.機(jī)器人制作入門[M].北京：人民郵電出版社，2016.6

[3]劉小波.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.8

[4][Introduction] Craig. Introduction to Robotics [M].Beijing： Mechanical Industry Press， 2006.6endprint