本發明涉及agv平臺領域，特別涉及一種四輪獨立驅動小車。

背景技術：

自動導航小車(agv)主要應用于車間，由于車間地面一般經過特殊處理，比較平坦而且摩擦系數較高，同時agv的速度比較慢，小車運行一般較為平穩，但是在一些室外場合，由于地面沒有經過特殊處理，地面有一些起伏，同時摩擦系統也比較低，采用輪子與車身直接相連結構的agv在這種路面運行時，就會出現不穩定狀態。專利號cn201510378830-一種自適應地面的麥克納姆輪小車懸掛結構，提出了一種懸掛結構，這種結構可以在垂直地面方向起到一定的減震作用，但在側向力方向不能起到平衡作用。同時在狹長通道內，由于小車與地面平行的外形尺寸是長方形，不能通過自身旋轉達到轉向功能。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種四輪獨立驅動小車，可以在有一定起伏路面進行精確位置控制。針對同時在狹長通道內，由于小車與地面平行的外形尺寸是長方形，不能通過自身旋轉達到轉向功能，本發明專利提出了一種轉向方法。

以解決現有技術中導致的上述多項缺陷。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種四輪獨立驅動小車，包括車廂和驅動部件，驅動部件設置在車廂底部，所述驅動部件由四個獨立驅動部件組成，獨立驅動部件設在車廂底部四個邊角處，獨立驅動部件內部設有垂直減震器，所述獨立驅動部件之間設有軸向減震器。

優選的，所述獨立驅動部件包括驅動上固定板、驅動下固定板、軸支撐件、麥克納姆輪、伺服電機和減速器，所述垂直減震器設置在驅動上固定板和驅動下固定板之間，該驅動上固定板固定在車廂底部，該軸支撐件設置在驅動下固定板底部，垂直于車廂的軸線設置，麥克納姆輪設置在軸支撐件內部轉軸的外端，伺服電機通過減速器驅動軸支撐件內部轉軸轉動。

優選的，所述垂直減震器包括連桿組和彈簧阻尼器，連桿組包括兩組連桿機構，該連桿機構由短連桿和長連桿的底端鉸接而成，驅動上固定板的下表面和驅動下固定板的上表面分別在四個邊角處設有鉸鏈座，連桿機構的底部鉸接端與底部的鉸接座鉸接，連桿機構的頂部兩端分別與頂部的鉸接座鉸接，彈簧阻尼器的底端與另一側的底部的鉸接座鉸接，彈簧阻尼器的頂端與同側的頂部的鉸接座鉸接。

優選的，所述減速器為l型行星減速器。

優選的，所述軸向減震器包括軸向固定板和對稱設置在軸向固定板兩側的彈簧阻尼器，軸向固定板固定在車廂底部，軸向固定板設置在兩個獨立驅動部件之間，軸向固定板的兩側在麥克納姆輪軸線方向上設有萬向軸承，驅動下固定板在麥克納姆輪軸線方向上設有萬向軸承，彈簧阻尼器設置在兩個萬向軸承之間。

一種四輪獨立驅動小車的曲線跟蹤方法，該小車還包括車載主控、車載視頻終端和車載傳感器，外部設有監控室終端；車載傳感器對小車運行環境進行檢測，gnss信號接收機接收衛星定位信號，發送給車載主控；車載主控通過無線網絡將相關信息發送給監控室終端；同時車載主控根據監控室終端反饋的信息以及定位信號，處理后向驅動部件發送執行命令；

先取點得到a(a1,a2)，b(b1,b2)，c(c1,c2)；

小車沿著行走，且到達c點所要轉動的角度為：

優選的，當0＜θ小于20時，采用等弦長取點，其取點條件為：

優選的，當0＜θ小于20時，采用等轉角取點，其取點條件為：

采用以上技術方案的有益效果是：本發明結構的四輪獨立驅動小車，采取獨立驅動機構、垂直減震器和軸向減震器，在垂直地面方向起到一定的減震作用，但在側向力方向起到平衡作用，可以在有一定起伏路面進行精確位置控制，還涉及一種曲線跟蹤方法方便小車在狹窄空間內進行轉向。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是驅動部件整體的結構圖

圖3是兩個獨立驅動部件組成的聯動結構示意圖；

圖4是獨立驅動部件的結構示意圖；

圖5是路徑選擇控制原理圖；

圖6是系統組成框圖；

圖7是該小車車身傳感器分布圖；

圖8是曲線跟蹤方法的取點示意圖。

其中，1--車廂、2--驅動部件、3--驅動上固定板、4--軸向固定板、5--伺服電機、6--麥克納姆輪、7--驅動下固定板、8--軸支撐件、9--減速器、10--彈簧阻尼器、11--鉸鏈座、12--連桿、13--萬向軸承、14--獨立驅動部件、15--垂直減震器、16--軸向減震器。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施方式。

圖1和圖2出示本發明的具體實施方式：一種四輪獨立驅動小車，包括車廂1和驅動部件2，驅動部件2設置在車廂1底部，所述驅動部件2由四個獨立驅動部件14組成，獨立驅動部件14設在車廂1底部四個邊角處，獨立驅動部件14內部設有垂直減震器15，所述獨立驅動部件14在軸向方向之間設有軸向減震器16。

結合圖3和圖4，獨立驅動部件14包括驅動上固定板3、驅動下固定板7、軸支撐件8、麥克納姆輪6、伺服電機5和減速器9，所述垂直減震器15設置在驅動上固定板3和驅動下固定板7之間，該驅動上固定板3固定在車廂1底部，該軸支撐件8設置在驅動下固定板7底部，垂直于車廂1的軸線設置，麥克納姆輪6設置在軸支撐件8內部轉軸的外端，伺服電機5通過減速器9驅動軸支撐件8內部轉軸轉動，伺服電機5通過連接件固定在減速器9的外側壁。

垂直減震器15包括連桿組和彈簧阻尼器10，連桿組包括兩組連桿機構12，該連桿機構12由短連桿和長連桿的底端鉸接而成，驅動上固定板3的下表面和驅動下固定板7的上表面分別在四個邊角處設有鉸鏈座11，連桿機構12的底部鉸接端與底部的鉸接座鉸接，連桿機構12的頂部兩端分別與頂部的鉸接座鉸接，彈簧阻尼器10的底端與另一側的底部的鉸接座鉸接，彈簧阻尼器10的頂端與同側的頂部的鉸接座鉸接；減速器9為l型行星減速器9。

軸向減震器16包括軸向固定板4和對稱設置在軸向固定板4兩側的彈簧阻尼器10，軸向固定板固定在車廂底部，軸向固定板4設置在兩個獨立驅動部件14之間，軸向固定板4的兩側在麥克納姆輪6軸線方向上設有萬向軸承13，驅動下固定板7在麥克納姆輪6軸線方向上設有萬向軸承13，彈簧阻尼器10設置在兩個萬向軸承13之間。

驅動上固定板3通過兩個連桿機構12，兩個彈簧阻尼器14，八個鉸鏈座11與下驅動下固定板7相連，構成一個驅動組件安裝平臺，此安裝平臺的驅動下固定板可以其中一組鉸鏈的軸向做一定角度的旋轉，這種旋轉將引起彈簧阻尼器10軸向位移的改變。這種位移的改變會影響到裝置驅動下固定板上7上麥克那母輪軸在垂直地面方向上位移的改變，從而保證整車行走在有一定凹凸路面工況時，不至于任何一個獨立驅動輪失去動力。

伺服電機5通過l型行星減速器、聯軸器將動力傳遞給麥克那母輪6。在驅動下固定板7沿麥克那母輪軸線方向裝一個萬向軸承；在軸向固定板4上也安裝一個萬向軸承；在這兩個萬向軸承之間安裝一個彈簧阻尼器10，用于平衡麥克那母輪在其軸向上所受到的力。采用兩個萬向軸承可以保證彈簧阻尼器10隨驅動下固定板一起回轉運動。

結合圖4-圖6，該小車還包括車載主控、車載視頻終端和車載傳感器，外部設有監控室終端。監控室終端、車載主控和車載視頻終端之間通過無線網絡相連接，車載主控包括單片機系統，單片機系統包括西門子s7-1200plc及其數字量擴展模塊和通訊擴展模塊，伺服電機采用松下a6系列伺服電機驅動器。

監控室終端是指在pc機上運行一個基于windows的程序，通過這個程序，可以看到小車的行駛環境，為pc端路徑規劃提供技術支持，為操作人員控制小車的下一步移動提供決策支持。同時操作人員可以通過此終端程序向小車發送指令。該監控終端也可以為app，基于android平臺或ios平臺運行。

車載視頻終端包含一個網絡攝像頭功能，將現場圖像向監控室終端發送，同時接收監控室終端發送的命令，再將接收到的命令通過串口轉發給單片機系統，由單片機系統根據接收的命令控制驅動部件運動。

無線網絡環境，利用云穿透技術實現移動互聯與互聯網穿透，提供信息交互的平臺，實現3g,4g,wifi兼容。

單片機系統控制驅動部件，實現機構驅動，目標執行。

車載傳感器對小車運行環境進行檢測，gnss信號接收機接收衛星定位信號，發送給車載主控；車載主控將通過3g網絡將相關信息發送給地面站，地面站即監控室終端；同時車載主控根據信息融合結果向驅動部件發送執行命令。

一種四輪獨立驅動小車的曲線跟蹤方法，車載傳感器對小車運行環境進行檢測，gnss信號接收機接收衛星定位信號，發送給車載主控；車載主控通過無線網絡將相關信息發送給監控室終端；同時車載主控根據監控室終端反饋的信息以及定位信號，處理后向驅動部件發送執行命令；

如圖8所示，先取點得到a(a1,a2)，b(b1,b2)，c(c1,c2)；

小車沿著行走，且到達c點所要轉動的角度為：

當0＜θ小于20時，采用等弦長取點，其取點條件為：

當0＜θ小于20時，采用等轉角取點，其取點條件為：

采用等弦長的方式可以直接使用gps坐標進行計算比較方便，誤差小。采用等弦長取點的方法其在路徑拐彎處誤差比較大，會遇到許多障礙，這個時候采用等角度取點會比較好，很大程度上會減少障礙。等角度取點在道路筆直且轉角較少的情況小會有很大的誤差。通過以上分析得出，在道路彎曲度不大的情況下采用等弦長取點，拐角處采用等轉角取點，綜合等弦長和等轉角的有點進行規劃路徑。

本發明結構的四輪獨立驅動小車，采取獨立驅動機構、垂直減震器和軸向減震器，在垂直地面方向起到一定的減震作用，但在側向力方向起到平衡作用，可以在有一定起伏路面進行精確位置控制。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。