一种四轮行星车移动系统

摘要

本发明涉及一种四轮行星车移动系统，由上位机和下位机组成。上位机为PC机，采用无线方式与所述下位机通信。下位机由移动子系统、下位机控制模块和CAN总线系统组成。移动子系统包括4个车轮，4个转向机构，4个摇臂，4个摇臂与车体的连接装置，4个铰链，一个横轴以及一个行星车车厢。本发明所述四轮行星车的每个车轮内部都安装有一个驱动电机和一个方向电机，可实现行星车前进、后退、360度原地旋转和绕任意转弯半径进行转向；驱动电机和方向电机均置于车轮内部，防止灰尘进入，提高了行星车电机工作的可靠性。本发明使用工业级CAN总线构成分布式多轴驱动系统，使行星车具有极高的可靠性和实时性。

主权项

一种四轮行星车移动系统，由上位机和下位机组成；所述上位机为PC机，采用无线方式与所述下位机通信；所述下位机由移动子系统、下位机控制模块和CAN总线系统组成；其特征在于：所述移动子系统包括：一个行星车车厢(1)，四个车轮(2)，四个摇臂(3)，四个转向机构(4)，四个铰链(5)，四个摇臂与车体的连接装置(6)以及一个横轴(7)；其中，所述车轮(2)采用中空式刚性轮，四个车轮为独立驱动；所述转向机构(4)一端铰接在所述摇臂(3)上，另一端则与车轮电机套法兰盘(208)相连；通过方向电机(206)的正反转来实现整车的转向功能；所述摇臂(3)的前端通过所述摇臂与车体的连接装置(6)与所述行星车车厢(1)相连，所述摇臂(3)的后端通过所述铰链(5)连接一个转向机构(4)；通过所述摇臂(3)的控制实现整车的重心调整，维持车体平衡，实现运动的最优化；所述摇臂与车体的连接装置(6)安装于车体上，用于实现移动子系统与车体之间的连接；所述横轴(7)安装于车体中心，用于所述摇臂与车体的连接装置(6)的安装与固定；所述行星车车厢(1)置于所述横轴(7)之上，并与所述横轴(7)组成上部车体，用于搭载仪器设备；所述下位机控制模块由主处理器模块、无线通信模块、运动控制器和编码器组成；所述运动控制器包括驱动电机控制器和方向电机控制器，每个车轮都有一个驱动电机控制器和一个方向电机控制器，分别控制驱动电机(205)和方向电机(206)；所述编码器是采用CAN接口的绝对编码器，每个车轮都安装一个编码器，用于检测车轮的初始角度信息；所述CAN总线系统用于传输信号，实现分布式多轴运动控制；所述每个车轮(2)包括：一个轮体(201)，一个轮毂(202)，一套减速机构(203)，一个制动器(204)，一个驱动电机(205)，一个方向电机(206)，一个与摇臂相连的法兰(207)和一个电机套法兰盘(208)；其中，所述驱动电机(205)和方向电机(206)均采用高精度无刷直流电机，实现精确的位置和速度控制；所述驱动电机(205)输出转速和扭矩，通过控制其转速和扭矩控制车轮的转速和扭矩，通过控制其正反转来实现整车的前进与后退；所述方向电机(206)输出转动位置，通过控制其转动角度控制车轮的转动角度，通过控制其正反转来实现整车的转向；所述制动器(204)用于驱动轮的制动；所述减速机构(203)用于降低电机输出轴的转速，同时提高输出扭矩；所述电机套法兰盘(208)和所述与摇臂相连的法兰(207)齿合，将车轮固定在所述摇臂(3)上，起到车轮(2)与摇臂(3)之间的连接作用；所述轮毂(202)用于连接轮圈，通过所述轮毂(202)的转动带动整个车轮(2)的转动。