CN107539929B - 一种低高度可整体升降全向智能移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低高度可整体升降全向智能移动平台，包括悬挂模块、车架、电池组模块、行走控制系统、全向移动模块、液压泵站模块、液压控制系统；车架采用空心块状结构，车架上分别安装有悬挂模块、电池组模块和液压泵站模块，悬挂模块与全向移动模块连接，全向移动模块上分别配装有行走控制系统和液压控制系统。本发明通过悬挂模块、车架、液压泵站模块和全向移动模块的配合，实现了多载覆盖与减振的集成，弥补了传统平台功能单一的缺陷；通过设置液压泵站模块和液压控制系统，解决了传统平台结构复杂的问题；通过设计行走控制系统和液压控制系统，实现了在有限空间内减振、升降、全向移动的功能合并，克服了传统平台操作繁复的难题。

Description

一种低高度可整体升降全向智能移动平台

技术领域

本发明涉及一种低高度可整体升降全向智能移动平台，尤其适用于利用麦克纳姆轮的全向移动平台，属于支撑平台升降器结构技术领域。

背景技术

全向移动平台是一种基于麦克纳姆轮组的移动装备，由于其可全向移动、零转弯半径及高定位精度等特点，广泛应用于包括航天航空、轨道交通、海洋工程、武器装备及电力工程等领域，可实现狭小空间的精确转运，高精度加工、装配等，解决了依靠人工劳动强度大、加工装配效率低等突出问题，具有广阔的市场前景。

传统的全向移动平台一般采用立式油气弹簧作为减震功能单元，采用剪叉升降机构或螺旋升降机作为升降功能单元，减震单元和升降功能单元分别独立工作。

现有技术中，传统的全向移动平台存在如下问题：

第一、功能单一、可靠性较差，由于传统的全向移动平台一般采用被动式立式油气弹簧作为减震功能单元，其适用载荷单一，当超出适用载荷时，可靠性较差，选用规格较大时其长度较长，导致传统的全向移动平台不能兼顾整体低高度要求。

第二、结构复杂、安全性较弱，因为传统的全向移动平台一般采用剪叉升降机构或螺旋升降机作为升降功能单元，当载荷较大时，其结构复杂的特点使得其占有的空间尺寸较大，无法满足移动平台整车低高度的要求。

第三、操作繁复，工作效率低，通常要提前将产品起吊放置在移动平台上，仅能满足离地高度较高的转运要求，无法实现150mm～300mm高度范围内的整体升降以及快速转运。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种低高度可整体升降全向智能移动平台，通过悬挂模块、车架、液压泵站模块、液压控制系统和全向移动模块的配合，实现了多载覆盖与整体减振的集成，弥补了传统的全向移动平台功能单一、可靠性较差的缺陷；通过巧妙设置液压泵站模块和液压控制系统，简化了结构，解决了传统的全向移动平台结构复杂、安全性较弱的问题；通过分别设计行走控制系统和液压控制系统，实现了在有限空间内减振、升降、全向移动的功能合并，优化了工作流程，缩短了工作周期，克服了传统的全向移动平台操作繁复，工作效率低的难题。

本发明的技术解决方案是：

一种低高度可整体升降全向智能移动平台，包括悬挂模块、车架、电池组模块、行走控制系统、全向移动模块、液压泵站模块、液压控制系统；车架采用空心块状结构，车架上分别安装有用于牵引所述平台的悬挂模块、用于向所述平台供电的电池组模块和用于驱动所述平台的液压泵站模块，悬挂模块与用于调节所述平台运动状态的全向移动模块连接，全向移动模块上分别配装有用于调控全向移动模块的行走控制系统和用于调控液压泵站模块的液压控制系统。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述悬挂模块包括第一铰链、第一铰轴、第二铰链、第二铰轴、第三铰链、第三铰轴、液压缸和轮组支架；第一铰链与车架固定连接，第一铰链通过第一铰轴与液压缸一端铰接，液压缸另一端通过第二铰轴与轮组支架一端铰接，轮组支架另一端与全向移动模块固定连接；轮组支架一端还与第二铰链固定连接，第二铰链通过第三铰轴与第三铰链铰接，第三铰链与车架固定连接。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述车架为空心矩形块，车架采用Q235钢管焊接，车架长度方向两端设置悬挂模块的接口。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述电池组模块采用六块额定电压为12V、容量为260Ah的胶体免维护蓄电池串联组合而成。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述行走控制系统包括主控制器、行走控制器和人机交互显示器，主控制器用于承担无线通信与信号传输，行走控制器通过控制全向移动模块的速度矢量合成，实现所述平台的复合运动和零回转半径的原地旋转，人机交互显示器用于实时显示全向移动模块的运动状态。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述主控制器和行走控制器均采用基于CANOpen的总线型驱动控制器，人机交互显示器采用WINCE开发板。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述全向移动模块采用麦克纳姆轮，全向移动模块的数量设为四组，四组全向移动模块均匀布设在车架四周。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述液压泵站模块包括电机、油箱、油管、电磁阀组和蓄能器；油箱安装在车架中，电机搁置在油箱旁边，油箱上安装有用于驱动供油的电机，油箱通过油管与悬挂模块连通，悬挂模块通过电子阀组与蓄能器连通。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述液压控制系统包括伺服流量阀组和液压控制器，液压控制器通过调节伺服流量阀组的开合大小，间接控制液压泵站模块的启闭。

在上述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台中，所述伺服流量阀组包括比例流量阀和电磁换向阀，比例流量阀用于控制液压缸中液压油的流量，电磁换向阀用于控制控制液压缸中液压油的流向，液压控制器采用的型号为N80M48PLC。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

【1】本发明在实现整车升降功能的同时，保证了整车低高度，可用于离地高度较低产品的智能转运，而无需借助吊车等大型吊装作业工具，提高了工作效率，减少了安全隐患。

【2】本发明能够满足不同重量产品的可靠减震，保证其在不平整路况下稳定转运，大幅提高了产品转运的安全性和可靠性。

【3】本发明整体结构紧凑，便于维修和更换，生产成本较低，而且适用于多种工作环境，在复杂工况下依然能够良好运转，具备可操作性强的优势，市场应用前景非常广阔。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的示意图

图2为悬挂模块的示意图

图3为车架的示意图

图4为电池组模块的示意图

图5为全向移动模块的示意图

图6为液压泵站模块的示意图

其中：1悬挂模块；2车架；3电池组模块；4行走控制系统；5全向移动模块；6液压泵站模块；7液压控制系统；11第一铰链；12第一铰轴；13第二铰链；14第二铰轴；15第三铰链；16第三铰轴；17液压缸；18轮组支架；61电机；62油箱；63油管；64电磁阀组；65蓄能器；

具体实施方式

为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示，一种低高度可整体升降全向智能移动平台，包括悬挂模块1、车架2、电池组模块3、行走控制系统4、全向移动模块5、液压泵站模块6、液压控制系统7；车架2采用空心块状结构，车架2上分别安装有用于牵引所述平台的悬挂模块1、用于向所述平台供电的电池组模块3和用于驱动所述平台的液压泵站模块6，悬挂模块1与用于调节所述平台运动状态的全向移动模块5连接，全向移动模块5上分别配装有用于调控全向移动模块5的行走控制系统4和用于调控液压泵站模块6的液压控制系统7。

如图2所示，优选的，悬挂模块1包括第一铰链11、第一铰轴12、第二铰链13、第二铰轴14、第三铰链15、第三铰轴16、液压缸17和轮组支架18；第一铰链11与车架2固定连接，第一铰链11通过第一铰轴12与液压缸17一端铰接，液压缸17另一端通过第二铰轴14与轮组支架18一端铰接，轮组支架18另一端与全向移动模块5固定连接；轮组支架18一端还与第二铰链13固定连接，第二铰链13通过第三铰轴16与第三铰链15铰接，第三铰链15与车架2固定连接。

如图3所示，优选的，车架2为空心矩形块，车架2采用Q235钢管焊接，车架2长度方向两端设置悬挂模块1的接口，使得全向移动模块5只占用长度方向空间，减小移动平台宽度尺寸。

如图4所示，优选的，电池组模块3采用六块额定电压为12V、容量为260Ah的胶体免维护蓄电池串联组合而成。

优选的，行走控制系统4包括主控制器、行走控制器和人机交互显示器，主控制器用于承担无线通信与信号传输，行走控制器通过控制全向移动模块5的速度矢量合成，实现所述平台的复合运动和零回转半径的原地旋转，人机交互显示器用于实时显示全向移动模块5的运动状态。

优选的，主控制器和行走控制器均采用基于CANOpen的总线型驱动控制器，人机交互显示器采用WINCE开发板。

如图5所示，优选的，全向移动模块5采用麦克纳姆轮，全向移动模块5的数量设为四组，四组全向移动模块5均匀布设在车架2四周。

如图6所示，优选的，液压泵站模块6包括电机61、油箱62、油管63、电磁阀组64和蓄能器65；油箱62安装在车架2中，电机61搁置在油箱62旁边，油箱62上安装有用于驱动供油的电机61，油箱62通过油管63与悬挂模块1连通，悬挂模块1通过电子阀组64与蓄能器65连通。

优选的，液压控制系统7包括伺服流量阀组和液压控制器，液压控制器通过调节伺服流量阀组的开合大小，间接控制液压泵站模块6的启闭。

优选的，伺服流量阀组包括比例流量阀和电磁换向阀，比例流量阀用于控制液压缸17中液压油的流量，电磁换向阀用于控制控制液压缸17中液压油的流向，液压控制器采用的型号为N80M48PLC。

本发明的工作原理是：

当全向智能移动平台保持低位状态潜入产品底部指定位置后，液压控制系统7通过伺服流量阀组的开合来控制液压缸17内液压油的走向，实现液压缸17伸缩端完成伸出的动作，并通过液压缸17内置的位移传感器的实时数据反馈来控制液压缸17内液压油的流量，达到控制液压缸17伸缩端伸出速度的目的；液压缸17伸缩端伸长时，车架2与第二铰链13可绕第三铰轴16顺时针转动，车架2整体上升托起产品；当产品脱离地面后，可根据液压缸17中油压大小和地面平面度设置电磁阀组64的开关临界值，行走控制系统4通过控制各全向移动模块5的速度矢量合成，实现移动平台沿指定路径运行；当运行至路面不平整处时，全向移动轮组模块5无法完全支撑着地，液压缸17内液压油处于压缩状态，缸内油压升高，当油压大于电磁阀组64开关临界值，电磁阀组64开启，蓄能器65与液压缸17处于连通状态，液压缸17中液压油流入蓄能器65腔体，随之液压缸17中油压降低，伸缩端缩短，蓄能器65腔体内油气混合处于可被压缩状态，使得全向移动模块5适应不平整地面的同时抵消冲击实现减振；当移动平台运行至产品指定搁放位置时，液压控制系统7控制液压缸17伸缩端完成收缩动作，车架2与第二铰链13可绕第三铰轴16逆时针转动，车架2整体下降放下产品，完成转运任务。

本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (8)

1.一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：包括悬挂模块(1)、车架(2)、电池组模块(3)、行走控制系统(4)、全向移动模块(5)、液压泵站模块(6)、液压控制系统(7)；车架(2)采用空心块状结构，车架(2)上分别安装有用于牵引所述平台的悬挂模块(1)、用于向所述平台供电的电池组模块(3)和用于驱动所述平台的液压泵站模块(6)，悬挂模块(1)与用于调节所述平台运动状态的全向移动模块(5)连接，全向移动模块(5)上分别配装有用于调控全向移动模块(5)的行走控制系统(4)和用于调控液压泵站模块(6)的液压控制系统(7)；

所述全向移动模块(5)采用麦克纳姆轮，全向移动模块(5)的数量设为四组，四组全向移动模块(5)均匀布设在车架(2)四周；

所述悬挂模块(1)包括第一铰链(11)、第一铰轴(12)、第二铰链(13)、第二铰轴(14)、第三铰链(15)、第三铰轴(16)、液压缸(17)和轮组支架(18)；第一铰链(11)与车架(2)固定连接，第一铰链(11)通过第一铰轴(12)与液压缸(17)一端铰接，液压缸(17)另一端通过第二铰轴(14)与轮组支架(18)一端铰接，轮组支架(18)另一端与全向移动模块(5)固定连接；轮组支架(18)一端还与第二铰链(13)固定连接，第二铰链(13)通过第三铰轴(16)与第三铰链(15)铰接，第三铰链(15)与车架(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述车架(2)为空心矩形块，车架(2)采用Q235钢管焊接，车架(2)长度方向两端设置悬挂模块(1)的接口。

3.根据权利要求1所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述电池组模块(3)采用六块额定电压为12V、容量为260Ah的胶体免维护蓄电池串联组合而成。

4.根据权利要求1所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述行走控制系统(4)包括主控制器、行走控制器和人机交互显示器，主控制器用于承担无线通信与信号传输，行走控制器通过控制全向移动模块(5)的速度矢量合成，实现所述平台的复合运动和零回转半径的原地旋转，人机交互显示器用于实时显示全向移动模块(5)的运动状态。

5.根据权利要求4所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述主控制器和行走控制器均采用基于CANOpen的总线型驱动控制器，人机交互显示器采用WINCE开发板。

6.根据权利要求1所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述液压泵站模块(6)包括电机(61)、油箱(62)、油管(63)、电磁阀组(64)和蓄能器(65)；油箱(62)安装在车架(2)中，电机(61)搁置在油箱(62)旁边，油箱(62)上安装有用于驱动供油的电机(61)，油箱(62)通过油管(63)与悬挂模块(1)连通，悬挂模块(1)通过电子阀组(64)与蓄能器(65)连通。

7.根据权利要求1所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述液压控制系统(7)包括伺服流量阀组和液压控制器，液压控制器通过调节伺服流量阀组的开合大小，间接控制液压泵站模块(6)的启闭。

8.根据权利要求7所述的一种低高度可整体升降全向智能移动平台，其特征在于：所述伺服流量阀组包括比例流量阀和电磁换向阀，比例流量阀用于控制液压缸(17)中液压油的流量，电磁换向阀用于控制控制液压缸(17)中液压油的流向，液压控制器采用的型号为N80M48PLC。