CN106125739A - 一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统及控制方法 - Google Patents

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张战
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颜辉
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Abstract

本发明涉及一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统及控制方法，该系统及控制方法可以在大部件对接、装配上灵活组合全向移动平台，满足不同场合对载重和承载面积的要求。本发明采用每一全向移动平台上均设置工业无线遥控机接收机和工业无线遥控器发射机，二者之间通过射频技术传输，且每一工业无线遥控器和其对应的全向移动平台工作在不同频率，可以避免相互之间的干扰，保证控制的正确性、稳定性。因此，本发明可以广泛用于智能搬运领域。

Description

一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及智能搬运领域，特别是关于一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统及控制方法。
背景技术
麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)是一种全方位移动车轮，1973年由瑞士人BengtLion发明，所以也叫Lion轮。麦克纳姆轮的特点是在传统车轮的基础上，在轮缘上再沿与轴线成45°方向安装若干可以自由旋转的小滚子，这样在车轮滚动时，小滚子就会产生侧向运动。通过麦克纳姆轮的组合使用和控制，可以使车体产生运动平面内的任意方向移动和转动。采用全方位移动技术后，可以显著提高搬运效率和灵活性、减小货物存储空间20％～30％、尤其对于狭小空间移动物体，具有不可取代的作用。目前，成功的应用例子有美国AirTrix公司的Sidewinder全方位移动叉车、COBRA全方位移动升降机、MP2全方位搬运拖车、全方位弹药转载机；卡内基梅隆大学的全方位机器人、美国0minx公司的全方位移动轮椅、喷气发动机全方位移动托架等产品。包括我国在内的世界众多大学也开展了麦克纳姆轮的应用和控制研究，但是多集中在移动机器人方面的应用研究。
现在基于麦克纳姆轮的全向移动平台应用非常广泛，领域涉及到航空装备、轨道交通、船舶等。主要用于大型设备制造的总装对接和工序流转、大尺寸产品运输、装配等，重载全向智能移动平台在柔性制造上是实现柔性制造的基础，如：安装机翼，挂载导弹等。
由于在大尺寸产品运输、装配时需要一定的载重量和承载面积，一般都是采用多轮方式，导致全向移动平台尺寸非常大，同时也非常笨重，在运输、使用、存放过程中带来很多不便。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统及控制方法，该系统及控制方法可以在大部件对接、装配上灵活组合全向移动平台，满足不同场合对载重和承载面积的要求。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：它包括一个主全向移动平台、若干从全向移动平台、主工业无线遥控器和从工业无线遥控器；其中，所述主全向移动平台上设置主车载控制器、IWLAN接入点模块和主工业无线遥控器接收机，所述主全向移动平台配置一所述主工业无线遥控器，所述主工业无线遥控器上具有主工业无线遥控器发射机，且所述主工业无线遥控器上设置联动控制按钮；所述主车载控制器分别电连接所述IWLAN接入点模块和所述主工业无线遥控器接收机，所述主工业无线遥控器接收机与所述主工业无线遥控器发射机之间无线通信连接；每一所述从全向移动平台上设置从车载控制器、IWLAN客户端模块、超声波测距传感器和从工业无线遥控器接收机；所述从全向移动平台配置所述从工业无线遥控器，所述从工业无线遥控器上具有从工业无线遥控器发射机；所述从车载控制器分别电连接所述IWLAN客户端模块、所述超声波测距传感器和所述工业无线遥控器接收机；所述从工业无线遥控器接收机与所述从工业无线遥控器发射机之间无线通信连接；将各所述超声波测距传感器测量的横向和纵向车距数据传送给与之相连接的所述从车载控制器中，并锁存；按下所述主工业无线遥控器上设置的联动控制按钮，将联动控制信号通过自身的所述主工业无线遥控器发射机发送控制命令给所述从全向移动平台的所述主工业无线遥控器接收机；所述主工业无线遥控器接收机将接收的控制命令传送给相连的所述主车载控制器；所述主车载控制器将相应的控制信号通过所述IWLAN接入点模块接入工业无线局域网传输给每一所述从全向移动平台的所述IWLAN客户端模块；每一所述IWLAN客户端模块将获取的控制命令传送给相应连接的所述从车载控制器；所述从车载控制器控制所述从全向移动平台的运动，实现所述从全向移动平台实时跟随主全向移动平台做相应运动，完成联动控制。
所述主全向移动平台和所述主工业无线遥控器之间通信采用射频通信。
所述从全向移动平台和所述从工业无线遥控器之间通信采用射频通信。
所述主工业无线遥控器上还设置有单动控制钮，联动控制钮，横向车距与纵向车距设定电位器，锁存拨钮和急停按钮。
所述从工业无线遥控器上设置急停按钮和横向车距与纵向车距设定电位器。
一种基于多辆全向移动平台的联动控制方法，它包括以下步骤：1)根据载重和承载面积选着一个所述主全移动平台和多个所述从全向移动平台；2)采用各全移动平台所对应的工业无线遥控器将选定的所述主全移动平台和多个所述从全向移动平台移动到所需位置，并通过各所述从全向移动平台上对应设置的所述超声波测距传感器测量横向和纵向车距，并传入各自对应的所述车载控制器锁存；3)所述主工业无线遥控器通过自身的所述主工业无线遥控器发射机发送控制命令给所述主全向移动平台的所述主工业无线遥控器接收机；从所述主工业无线遥控器接收机将接收的控制命令传送给相连的所述主车载控制器；所述主车载控制器将相应的控制信号通过所述IWLAN接入点模块接入工业无线局域网传输给每一所述从全向移动平台的所述IWLAN客户端模块；每一所述IWLAN客户端模块将获取的控制命令传送给相应连接的所述从车载控制器；所述从车载控制器控制所述从全向移动平台的运动，实现所述从全向移动平台实时跟随主全向移动平台做相应运动，完成联动控制。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明根据载重和承载面积需求可灵活组合全向移动平台，既可以单独使用，又可以联动工作，满足实际使用，同时方便运输和存放。2、本发明在联动控制过程中，当其中某一从全向移动平台(或者主全向移动平台)有报警或者故障时，相应的从车载控制器(主车载控制器)将停止运行信号通过自身的IWLAN客户端模块(IWLAN接入点模块)通过IWLAN告知其他非故障全向移动平台，从而实现全向移动平台做到同时停止运行，确保整个平台运行的实时性，即形成智能从站概念，即从全向移动平台在本方发明系统中是一个从站，使用I Device通信方式，结合立即输出(:P)功能，主从实时交换数据，确保数据交换的实时性、准确性，并且采用IWLAN通信方式通信速度快、动态响应高和布线少。3、本发明采用每一全向移动平台上均设置工业无线遥控机接收机和工业无线遥控器发射机，二者之间通过射频技术传输，且每一工业无线遥控器和其对应的全向移动平台工作在不同频率，可以避免相互之间的干扰，保证控制的正确性、稳定性。4、本发明采用在联动控制时，当从车载控制器锁存之后，相应的从工业无线遥控器上除了急停按钮，其他按键则自动进入失效状态，从而避免多个工业无线遥控器同时控制一个全向移动平台，确保全向移动平台运行安全、稳定。因此，本发明可以广泛用于智能搬运领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图中，1是主全向移动平台，2是干从全向移动平台，3是主工业无线遥控器，4是从工业无线遥控器，11是主车载控制器，12是IWLAN接入点模块，13是主工业无线遥控器接收机，21是从车载控制器，22是IWLAN客户端模块，23是超声波测距传感器和24是工业无线遥控器接收机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，它包括一个主全向移动平台1、若干从全向移动平台2、主工业无线遥控器3和从工业无线遥控器4；
其中，主全向移动平台1上设置主车载控制器11、IWLAN接入点模块12和主工业无线遥控器接收机13，主全向移动平台1配置主工业无线遥控器3，该主工业无线遥控器3上具有主工业无线遥控器发射机。主车载控制器11分别电连接IWLAN接入点模块12和主工业无线遥控器接收机13，主工业无线遥控器接收机13与主工业无线遥控器3上的主工业无线遥控器发射机之间无线通信连接。
每一从全向移动平台2上设置从车载控制器21、IWLAN客户端模块22、超声波测距传感器23和从工业无线遥控器接收机24，从全向移动平台2配置从工业无线遥控器4，该从工业无线遥控器4上具有从工业无线遥控器发射机。从车载控制器21分别电连接IWLAN客户端模块22、超声波测距传感器23和工业无线遥控器接收机24，工业无线遥控器接收机24与从工业无线遥控器4上的从工业无线遥控器发射机之间无线通信连接。
上述实施例中，主全向移动平台1和主工业无线遥控器3之间通信优选采用射频通信；从全向移动平台2和从工业无线遥控器4之间通信优选采用射频通信。每一全向移动平台(包括主全向移动平台1和从移动平台2)上均设置工业无线遥控机接收机和工业无线遥控器发射机，二者之间通过射频技术传输，且每一工业无线遥控器和其对应的全向移动平台工作在不同频率，可以避免相互之间的干扰，保证控制的正确性、稳定性。
上述主工业无线遥控器3上设置包括但不限于有单动控制钮(全向移动平台单个运动)、联动控制钮(全向移动平台联动)，横向车距与纵向车距设定电位器，锁存拨钮和急停按钮。
上述实施例中，从工业无线遥控器4上至少设置一用于控制从全向移动平台2停止运动的急停按钮以及用于设定从全向移动平台2与其他从全向移动平台2或主移动平台的横向车距与纵向车距设定电位器。
上述实施例中，主工业无线遥控器3和从工业无线遥控器4上还可以设置联动成功面板指示灯。
本发明系统采用两种工作模式：
一、单动模式，即所有全向移动平台在各自对应的工业无线遥控器的控制下各自运动；
二、联动模式：所有全向移动平台同步运动，具体操作过程如下：
(1)准备工作：
A、采用各全移动平台所对应的工业无线遥控器将选定的主全移动平台1和多个从全向移动平台2移动到所需位置后；
B、将从全向移动平台2中的超声波测距传感器23测量的横向和纵向车距数据传送给与之相连接的从车载控制器21，并锁存；
也可以采用自行测量横向和纵向车距后，通过从工业无线遥控器4上的横向车距与纵向车距设定电位器进行设定，并将设定的车距数据通过从工业无线遥控器4上的从工业无线遥控器发射机发送给相应的从全向移动平台2上的从车载控制器21，并锁存；
C、当从车载控制器21锁存之后，相应的从工业无线遥控器4上除了急停按钮，其他按键则自动进入失效状态，从而避免多个工业无线遥控器同时控制一个全向移动平台，确保全向移动平台运行安全、稳定；
D、从主工业无线遥控器3或从工业无线遥控器4面板指示灯观察联动控制是否准备就绪，确认就绪后，即可对多全向移动平台进行联动控制；
(2)联动控制过程中：
A、主工业无线遥控器3通过自身的主工业无线遥控器发射机发送控制命令给主全向移动平台1的主工业无线遥控器接收机13；
B、从主工业无线遥控器接收机13将接收的控制命令传送给相连的主车载控制器11；
C、主车载控制器11将相应的控制信号通过IWLAN接入点模块12接入工业无线局域网，并传输给每一从全向移动平台2的IWLAN客户端模块22；
D、每一IWLAN客户端模块22将获取的控制命令传送给相应连接的从车载控制器21；
E、从车载控制器21控制从全向移动平台2的运动，从而实现从全向移动平台2实时跟随主全向移动平台1做相应运动。上述车载控制器控制相应的全向移动平台的运动是本领域常用的技术手段，故不再详述。
上述联动控制运行过程中，当其中某一从全向移动平台2(或者主全向移动平台1)有报警或者故障时，相应的从车载控制器21(主车载控制器11)将停止运行信号通过自身的IWLAN客户端模块22(IWLAN接入点模块12)通过IWLAN告知其他非故障全向移动平台，从而实现全向移动平台做到同时停止运行，确保整个平台运行的实时性，即形成智能从站概念，即从全向移动平台2在本方发明系统中是一个从站，使用I Device通信方式主从实时交换数据，结合立即输出(:P)功能，达到联动控制的目的。
进一步地，当运动过程中如遇到紧急情况，可通过拍下任意一个全向移动平台或相应工业无线遥控器上的急停按钮快速停止运行，为设备的安全运行提供一定的保障。
一种基于多辆全向移动平台的联动控制方法，它包括以下步骤：
1)根据载重和承载面积选着一个主全移动平台1和多个从全向移动平台2；选择全移动平台的个数根据工作人员的经验而定或根据计算获得，在此不做详述；
2)采用各全移动平台所对应的工业无线遥控器将选定的主全移动平台1和多个从全向移动平台2移动到所需位置，并通过各从全向移动平台2上对应设置的超声波测距传感器23测量横向和纵向车距，并传入各自对应的车载控制器21锁存；
其中，所需位置的选择根据人工经验而定或者通过计算获得，在此不做详述；
上述使用各自的工业无线遥控器将平台移动到需要的位置，即采用主工业无线遥控器3将主全向移动平台1移动到预定位置，采用从工业无线遥控器4将各自对应的从全向移动平台2移动到预定位置。
上述步骤2)中也可以采用自行测量后，通过从工业无线遥控器4上的横向车距与纵向车距设定电位器设定，并将设定车距信息通过从工业无线遥控器发射机发送给相应的从全向移动平台2上的车载控制器，并锁存；
3)将主工业无线遥控器3联动选择旋钮旋到相应的联动控制位置，此时所有从工业无线遥控器4处于失效状态，避免多个工业无线遥控器同时控制一个全向移动平台，确保全向移动平台运行安全、稳定；
4)从主工业无线遥控器3或从工业无线遥控器4面板指示灯观察联动控制是否准备就绪，确认就绪后，即可对多全向移动平台进行联动控制，该联动控制过程如下：
(1)主工业无线遥控器3通过自身的主工业无线遥控器发射机发送控制命令给从全向移动平台2的主工业无线遥控器接收机13；
(2)从主工业无线遥控器接收机13将接收的控制命令传送给相连的主车载控制器11；
(3)主车载控制器11将相应的控制信号通过IWLAN接入点模块12接入工业无线局域网传输给每一从全向移动平台2的IWLAN客户端模块22；
(4)每一IWLAN客户端模块22将获取的控制命令传送给相应连接的从车载控制器21；
(5)从车载控制器21控制从全向移动平台2的运动，从而实现从全向移动平台2实时跟随主全向移动平台1做相应运动。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：它包括一个主全向移动平台、若干从全向移动平台、主工业无线遥控器和从工业无线遥控器；
其中，所述主全向移动平台上设置主车载控制器、IWLAN接入点模块和主工业无线遥控器接收机，所述主全向移动平台配置一所述主工业无线遥控器，所述主工业无线遥控器上具有主工业无线遥控器发射机，且所述主工业无线遥控器上设置联动控制按钮；所述主车载控制器分别电连接所述IWLAN接入点模块和所述主工业无线遥控器接收机，所述主工业无线遥控器接收机与所述主工业无线遥控器发射机之间无线通信连接；
每一所述从全向移动平台上设置从车载控制器、IWLAN客户端模块、超声波测距传感器和从工业无线遥控器接收机；所述从全向移动平台配置所述从工业无线遥控器，所述从工业无线遥控器上具有从工业无线遥控器发射机；所述从车载控制器分别电连接所述IWLAN客户端模块、所述超声波测距传感器和所述工业无线遥控器接收机；所述从工业无线遥控器接收机与所述从工业无线遥控器发射机之间无线通信连接；
将各所述超声波测距传感器测量的横向和纵向车距数据传送给与之相连接的所述从车载控制器中，并锁存；按下所述主工业无线遥控器上设置的联动控制按钮，将联动控制信号通过自身的所述主工业无线遥控器发射机发送控制命令给所述从全向移动平台的所述主工业无线遥控器接收机；所述主工业无线遥控器接收机将接收的控制命令传送给相连的所述主车载控制器；所述主车载控制器将相应的控制信号通过所述IWLAN接入点模块接入工业无线局域网传输给每一所述从全向移动平台的所述IWLAN客户端模块；每一所述IWLAN客户端模块将获取的控制命令传送给相应连接的所述从车载控制器；所述从车载控制器控制所述从全向移动平台的运动，实现所述从全向移动平台实时跟随主全向移动平台做相应运动，完成联动控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：所述主全向移动平台和所述主工业无线遥控器之间通信采用射频通信。
3.根据权利要求2所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：所述从全向移动平台和所述从工业无线遥控器之间通信采用射频通信。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：所述主工业无线遥控器上还设置有单动控制钮，联动控制钮，横向车距与纵向车距设定电位器，锁存拨钮和急停按钮。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：所述从工业无线遥控器上设置急停按钮和横向车距与纵向车距设定电位器。
6.根据权利要求4所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统，其特征在于：所述从工业无线遥控器上设置急停按钮和横向车距与纵向车距设定电位器。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于多辆全向移动平台的联动控制系统的控制方法，它包括以下步骤：
1)根据载重和承载面积选着一个所述主全移动平台和多个所述从全向移动平台；
2)采用各全移动平台所对应的工业无线遥控器将选定的所述主全移动平台和多个所述从全向移动平台移动到所需位置，并通过各所述从全向移动平台上对应设置的所述超声波测距传感器测量横向和纵向车距，并传入各自对应的所述车载控制器锁存；
3)所述主工业无线遥控器通过自身的所述主工业无线遥控器发射机发送控制命令给所述主全向移动平台的所述主工业无线遥控器接收机；
从所述主工业无线遥控器接收机将接收的控制命令传送给相连的所述主车载控制器；
所述主车载控制器将相应的控制信号通过所述IWLAN接入点模块接入工业无线局域网传输给每一所述从全向移动平台的所述IWLAN客户端模块；
每一所述IWLAN客户端模块将获取的控制命令传送给相应连接的所述从车载控制器；
所述从车载控制器控制所述从全向移动平台的运动，实现所述从全向移动平台实时跟随主全向移动平台做相应运动，完成联动控制。
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