CN108215785A - 一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统 - Google Patents

一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统 Download PDF

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CN108215785A CN201810105313.1A CN201810105313A CN108215785A CN 108215785 A CN108215785 A CN 108215785A CN 201810105313 A CN201810105313 A CN 201810105313A CN 108215785 A CN108215785 A CN 108215785A
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
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    • B62D11/08—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using brakes or clutches as main steering-effecting means

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Abstract

本发明具体涉及一种安全性高、有效提高工作效率的工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统；所述防碰撞系统包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；每个AGV小车根据所探测到的障碍物的位置，能做到识别与控制的准确性和快速性，从而及时主动地避让障碍物；当ECU判断碰撞到的是人体时，还可以弹出安全气囊以更好的保护人体。

Description

一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统
技术领域
本发明涉及仓储系统用AGV小车技术领域，特别涉及一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统。
背景技术
在自动化仓储系统中，AGV小车是该系统的关键设备。现有的AGV小车(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV)，通常也称为无人搬运车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。现有的AGV小车，运行过程中与障碍物碰撞的事故或者小车之间的碰撞时常会发生，因此需要设计防碰撞措施，然而现有的防碰撞措施并不完善，例如安装了防碰撞缓冲装置的专利如CN201620658216，该装置包括安装座、防撞板、第一缓冲子机构和第二缓冲子机构，碰撞缓冲装置虽然可以减小撞击力，起到缓冲作用，但AGV小车与障碍物仍会相撞，无法提前主动避让，也无法减少撞击率。一旦发生碰撞，AGV小车无法根据自身速度、障碍物的速度做出相应的安全动作，危险性较高。
目前的AGV小车的一个应用方向是仓储系统，例如超大型仓库、超大货架，或超大图书馆等，将自动驾驶技术增加到AGV小车中，实现取货、提货的全自动化流程，相比于传统的人工控制方式工作效率有较大提高，如专利CN20152028999所述的一种基于AGV的立体仓储系统，包括AGV小车导航磁条、读卡器、升降电梯、立体货架和料车，实现了仓库中货物高效的存取，使仓储更加智能化与自动化，但是现有的技术中，并未考虑到仓储系统使用过程中或进行维护时，仍然会有人进入的情况，例如当仓储系统自动运行时，有人突然闯入，这时AGV小车还在自动运行，会造成严重的安全事故；或者相关工作人员进入仓库中进行例行检查或维修等操作时，为了安全保障，往往需要将AGV小车全部停运，当工作人员撤离后，再启动小车，使仓储系统的工作效率难以进一步提高，同时如果工作人员还未撤离，小车突然因故障或误操作而重新启动，则会对停留在仓库中的工作人员形成极大的安全危害。
全向轮能够实现全方位的移动，一种特殊的轮子是关键。我们称之为全向轮。常见的主要有麦克纳姆(Mecanum)轮和连续切换轮两种，对于麦克纳姆轮，麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°。每个轮子具有三个自由度，一个是绕轮子轴心转动，第二个是绕滚子轴心转动，第三个是绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动，其余两个自由度自由运动。由三个或以上的麦克纳姆轮可以构成全方位移动机器人平台。目前利用麦克纳姆轮实现移动平台的方法如图1所示，在平台下方布置4个麦克纳姆轮，其中位于对角线上的两个麦克纳姆轮的滚子角度一致，而相邻的两个麦克纳姆轮的滚子角度相反，即一个为45°，另一个为-45°；当平台需要向前或向后移动，则四个麦克纳姆轮同向旋转，当平台需要原地旋转，则左前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反；当平台需要平移时，则左前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反。
为了实现四个麦克纳姆轮的旋转方向随时改变，现有技术均使用四个电机分别驱动四个麦克纳姆轮，即一个电机单独对应一个麦克纳姆轮，为了精确控制平台的移动，往往对电机的控制要求非常高，对四个电机的转速、输入功率的精度要求也非常高，使得全向轮行走系统的成本非常高，电机也占用了较大的空间，使系统体积过大。
发明内容
针对上述问题，本发明目的是提供一种安全性高、有效提高工作效率的工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统，所述系统包括汽车底盘式或桁架式移动平台，移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；
移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机，双轴输出式电机的一个输出轴通过第一动力转换装置与第一主转轴的输入端连接，电机的另一个输出轴与第二主转轴的输入端连接，所述第一主转轴或第二主转轴的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮啮合，第二圆柱齿轮套设在第一传动轴上，第三圆柱齿轮套设在第二传动轴上，第一传动轴的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮或第二主动锥齿轮；第二传动轴的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴或一个第二辅助转轴连接；
所述第一主动锥齿轮与第一从动锥齿轮啮合，第二主动锥齿轮与第二从动锥齿轮啮合，第一从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第一辅助转轴的内端连接，两个第一辅助转轴的外端分别与左前全向轮、右前全向轮通过花键连接，第二从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第二辅助转轴的内端连接，两个第二辅助转轴的外端分别与左后全向轮、右后全向轮通过花键连接；
所述第一动力转换装置包括套设在双轴输出式电机输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体，第一旋转壳体的轴线与电机同轴设置，第一旋转壳体的内侧面与电机的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承，第一旋转壳体的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承；
第一旋转壳体中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴的端头，使第一十字轴与第一旋转壳体共同旋转；第一十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮，第一圆锥小齿轮的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮啮合，一个第一圆锥大齿轮通过花键套在电机的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮通过花键套在第一主转轴的输入端；
两个第一圆锥大齿轮相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮连接或分离的第一锁止离合器；所述第一旋转壳体的外侧面外侧设置第一电磁制动带，第一电磁制动带的内侧面可与第一旋转壳体的外侧面压紧或分离；
所述第二动力转换装置包括与第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮连接且共同旋转的第二旋转壳体，第二旋转壳体的轴线与第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮同轴设置，第二旋转壳体的内侧面与第一辅助转轴或第二辅助转轴之间设置第三止推轴承，第二旋转壳体的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承；
所述第二旋转壳体的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴的端头，使第二十字轴与第二旋转壳体共同旋转，第二十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮，第二圆锥小齿轮的两端分别与一个第二圆锥大齿轮啮合，两个第二圆锥大齿轮分别通过花键套在两个第一辅助转轴或两个第二辅助转轴的内端；
两个第二圆锥大齿轮相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮连接或分离的第二锁止离合器；所述第二旋转壳体的外侧面外侧设置第二电磁制动带，第二电磁制动带的内侧面可与第二旋转壳体的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴的外端套设左前全向轮或右前全向轮，两个第二辅助转轴的外端套设左后全向轮或右后全向轮；
所述左前全向轮、右前全向轮、左后全向轮、右后全向轮上分别设置转速传感器，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置；
所述全向轮行走系统还包括驱动控制器，驱动控制器分别与电机、第一动力转换装置、第二动力转换装置通信连接；所述驱动控制器、转速传感器、转角传感器、路线侦测装置分别与ECU通信连接；
所述防碰撞系统还包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；
所述物体运动信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；物体运动信息采集组包括一个第一红外线传感器和一个超声波传感器；物体运动信息采集组和ECU通信连接；
所述物体图像体积信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；图像体积信息采集组包括三个第一摄像头，三个第一摄像头在一个竖直平面内呈等边三角形或等腰三角形设置，位于底边的两个第一摄像头相互呈90°设置，位于底边的第一摄像头与顶角的第一摄像头之间呈45°设置；物体图像体积信息采集组和ECU通信连接；所述的第一摄像头为双目式摄像机；
所述碰撞信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧，碰撞信息采集组包括一个碰撞传感器和一个加速度传感器，碰撞信息采集组还包括一个安装在移动平台上的速度传感器；碰撞信息采集组和ECU通信连接；
所述安全防护组包括分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧的四个安全气囊和电磁防撞装置，电磁防撞装置包括电磁铁块、导电棒；移动平台前部、后部、左侧、右侧分别设置四个凹槽，凹槽内安装竖直放置的电磁铁块，电磁铁块呈平板状，导电棒从电磁铁块的中间穿过，沿电磁铁块长度方向设置；导电棒两端电源线与移动平台的电源连接；导电棒一端的电源线上设置的电磁开关的控制线与ECU通信连接；安全防护组与ECU通信连接；
所述报警装置包括安装在移动平台上的声光报警器、无线信号发射器；报警装置与ECU通信连接；
所述移动平台的使用环境中安装有多个第二红外线传感器和第二摄像头，第二红外线传感器和第二摄像头与中央处理器通信连接。
优选的，所述第一锁止离合器、第二锁止离合器为多摩擦片式离合器，所述第一止推轴承、第二止推轴承、第三止推轴承、第四止推轴承为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。
优选的，所述的移动平台为AGV式移动平台或由非承载式汽车底盘构成的平台；所述路线侦测装置为摄像头式探路装置或超声波式探路装置或带有GPS定位装置的探路装置；所述工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统由安装在移动平台上的电池供电。
根据上述的任意一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统的控制方法，所述的全向轮行走系统的控制方法包括以下步骤：直行、原地旋转、横向移动；
所述的直行步骤为：第一圆柱齿轮与第二圆柱齿轮啮合；第一动力转换装置的第一电磁制动带与第一旋转壳体分离，使第一旋转壳体可旋转，第一锁止离合器处于连接状态；两个第二动力转换装置的第二电磁制动带与第二旋转壳体分离，使第二旋转壳体可旋转，第二锁止离合器处于连接状态；启动电机，左前全向轮、右前全向轮、左后全向轮、右后全向轮的转速相同且旋转方向相同；
所述的原地旋转步骤为：第一主转轴、第二主转轴各自外端的第一圆柱齿轮与相应的第三圆柱齿轮啮合，第一动力转换装置的第一电磁制动带与第一旋转壳体分离，使第一旋转壳体可旋转，第一锁止离合器处于连接状态；两个第二动力转换装置的第二电磁制动带压紧第二旋转壳体，使第二旋转壳体不旋转，第二锁止离合器处于分离状态；启动电机，左前全向轮与左后全向轮的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮与右后全向轮的转速相同且旋转方向相同；左前全向轮与右前全向轮的转速相同且旋转方向相反；
所述的横向移动步骤为：第一主转轴、第二主转轴各自外端的第一圆柱齿轮与相应的第三圆柱齿轮啮合，第一动力转换装置的第一电磁制动带压紧第一旋转壳体，使第一旋转壳体不旋转，第一锁止离合器处于分离状态；两个第二动力转换装置的第二电磁制动带压紧第二旋转壳体，使第二旋转壳体不旋转，第二锁止离合器处于分离状态；启动电机，左前全向轮与右后全向轮的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮与左后全向轮的转速相同且旋转方向相同；左前全向轮与右前全向轮的转速相同且旋转方向相反。
优选的，所述的直行、横向移动步骤中，始终进行防碰撞监测步骤，防碰撞监测步骤包括顺序进行的以下步骤：
步骤a.小车电源启动后，ECU控制移动平台按照指定的路线进行运动或搬运物品，同时实时接收速度传感器发送的移动平台速度V0并判断V0是否等于0，如果等于0，则定义一个初始方向为1位，初始方向的后方为4位，初始方向的两侧分别为2位、3位，所述的初始方向为移动平台最近一次行走时的前进方向；如果为第一次行走，则任意指定一个方向为初始方向；如果V0不等于0，则ECU始终将移动平台行驶方向的前方定义为1位，将行驶方向的后方定义为4位，将行驶方向的两侧分别定义为2位、3位；
ECU采集物体运动信息采集组的信号得到1位-4位各自的最近障碍物与移动平台的距离标记为S1-S4，ECU采集碰撞信息采集组信号得到移动平台自身的速度V0、车辆自身的加速度a0，然后进入步骤b；
步骤b.ECU根据S1随时间的变化情况得到前方物体的速度V1、加速度a1；再根据本移动平台速度V0、加速度a0，以及存储在ECU中的不同车速下移动平台的最大制动减速度a2，计算最小制动距离Smin；将Smin与S1的大小进行比较，如果Smin+安全距离L＜S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；否则进入步骤c；
步骤c.ECU进行判断，如果Smin≤S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；
如果Smin≤S1，且S2-S4中任意一个小于安全距离L，则进入步骤d；同时将S2-S4中小于L所对应的2位或3位或4位标记为危险位；
如果Smin＞S1，ECU向制动装置发送紧急制动信号，同时将S1对应的1位标记为危险位，然后进入步骤d；
步骤d.ECU根据物体图像体积信息采集组中，位于危险位的双目式摄像机发送的信号得到体积T0，所述T0的计算方法为：位于三角形底边的两个互成90°的双目式摄像机对物体进行拍照，拍照得到的照片以及的物体轮廓传送到ECU进行预处理，所述预处理包括图像对比的增强、随机噪声的去除、滤波和图像的增强和伪彩色处理，并对物体的点位特征和线位特征进行提取，所述点位特征为图像灰度值发生剧烈变化的点或者在图像边缘上曲率发生较大变化的点，线位特征即物体的整体轮廓；ECU对预处理后的照片及扫描轮廓与数据存储器自带的图像特征信息库中的图像进行对比，然后选择对比最接近的特征信息库中的图像所代表的物体，提取该物体的体积参数T0，如果T0是图像信息库中人体的特征，则进入步骤e；如果T0是图像信息库中移动平台的特征，则进入步骤f，否则进入步骤g；
步骤e.弹出危险位一侧的安全气囊，然后进入步骤h；
步骤f.中央处理器向两个即将发生碰撞的移动平台发送控制命令，使两个即将发生碰撞移动平台的ECU控制各自的碰撞一侧，即危险位一侧的导电棒导通，导电棒带电使电磁铁块两个侧面产生磁极，从而使两个移动平台即将发生碰撞那一侧的电磁铁块因磁性相同而产生排斥；
每个移动平台向的ECU向中央处理器发送重量传感器采集的本移动平台的总质量，ECU将中央处理器中即将发生碰撞的对面的移动平台总质量标记为m1，利用V0、a0、本移动平台的总质量m0，以及V1、a1、m1，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F0，将F0与在数据存储器中储存的移动平台受损撞击力阈值F1进行比较，如果F0≥F1，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤g.ECU通过存储在数据存储器中对应的物体平均密度ρ0，结合T0计算物体质量m2，利用V0、a0、本移动平台总质量m0，以及V1、a1、m2，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F2，将F2与数据存储器中的移动平台受损撞击力阈值F3进行比较，如果F2≥F3，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤h.移动平台减速至停止，进入步骤j；
步骤i.移动平台继续前进，进入步骤j；
步骤j.ECU启动报警装置，声光报警器发出声光信号，无线信号发射器向云服务器或工作人员携带的智能设备发送报警信号，提醒工作人员进行紧急救援，然后进入步骤k；
步骤k.流程结束。
优选的，当人进入仓库时，中央处理器实时采集第二红外线传感器和第二摄像头的信号以判断移动平台所在的环境是否有人出现，如果有人出现，则计算出其具体位置，并通过定位接收机分别接收每个移动平台携带的定位器发送的位置信息，中央处理器计算出此时各个移动平台与人之间的距离参数D，如果仓库为空旷场地，则距离参数D表示移动平台与人的直线距离；如果仓库内具有特定的行走路线，则距离参数D表示移动平台在行走路线中与人的距离；中央处理器将D与已存储的三个距离参数进行对比，三个参数的关系为：第一阈值＜第二阈值＜第三阈值，如果D≤第一阈值，则中央处理器将该移动平台标记为D0；如果第一阈值＜D≤第二阈值，则将该移动平台标记为D1；如果第二阈值＜D≤第三阈值，则将该移动平台标记为D2；如果D＞第三阈值，则将该移动平台标记为D3；中央处理器分别将D0、D1、D2、D3传递给相应移动平台的ECU，若ECU接收到的信号为D0，则立即减速到停止运行；若ECU接收到的信号为D1，则减速到V1运行；若ECU接收到的信号为D2，则减速到V2运行，0＜V1＜V2；若ECU接收到的信号为D3，该移动平台正常工作。
本发明具有以下有益效果：本发明解决了上述AGV小车无法感应是否有障碍物、无法控制麦克纳姆轮精确移动、成本高、体积大等问题；本发明采用的全向轮行走系统在成本相对较低的情况下能够精确控制AGV小车移动，所述的全向轮行走系使用一台电机即可实现移动平台的直行、原地旋转、横向移动，动力通过第一动力转换装置、第二动力转换装置分别传送给四个全向轮，使四个全向轮的转速保持一致，提高了行驶的精度，四个全向轮可快速实现同向旋转或反向旋转，响应速度快，控制过程不需要转速传感器检测转速信号，控制方式简单；并且每个AGV小车根据所探测到的障碍物的位置，能做到识别与控制的准确性和快速性，从而及时主动地避让障碍物；与传统防碰撞装置不同的是本发明的AGV小车上的防碰撞系统包括：物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置等，通过与ECU通信连接，提高了AGV小车的智能化程度并有效地避免了事故的发生并保证系统的安全性。
附图说明
图1为现有技术中全向轮驱动系统结构示意图；
图2为全向轮行走系统结构示意图；
图3为电机与第一动力转换装置连接示意图；
图4为第一从动锥齿轮与第二动力转换装置连接示意图；
图5为移动平台直行时四个全向轮的旋转方向；
图6为移动平台原地旋转时四个全向轮的旋转方向；
图7为移动平台横向移动时四个全向轮的旋转方向；
图8为电磁防撞装置俯视图；
图9为图像体积信息采集组中三个第一摄像头在移动平台安放的正视图；
图10为图像体积信息采集组中第一摄像头拍摄时左视图；
图11为图像体积信息采集组中第一摄像头拍摄时俯视图；
图12为工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统控制电路原理图；
图13为碰撞系统控制步骤a-步骤c示意图；
图14为碰撞系统控制步骤d-步骤k示意图。
具体实施方式
如图2-图14所示的一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统，所述系统包括汽车底盘式或桁架式移动平台，移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；
移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机001，双轴输出式电机001的一个输出轴通过第一动力转换装置002与第一主转轴1的输入端连接，电机001的另一个输出轴与第二主转轴2的输入端连接，所述第一主转轴1或第二主转轴2的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮81，第一圆柱齿轮81可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮82、第三圆柱齿轮83啮合，第二圆柱齿轮82套设在第一传动轴84上，第三圆柱齿轮83套设在第二传动轴85上，第一传动轴84的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮11或第二主动锥齿轮21；第二传动轴85的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴3或一个第二辅助转轴5连接；
所述第一主动锥齿轮11与第一从动锥齿轮12啮合，第二主动锥齿轮21与第二从动锥齿轮22啮合，第一从动锥齿轮12通过一个第二动力转换装置005分别与一个第一辅助转轴3的内端连接，两个第一辅助转轴3的外端分别与左前全向轮31、右前全向轮32通过花键连接，第二从动锥齿轮22通过一个第二动力转换装置005分别与一个第二辅助转轴5的内端连接，两个第二辅助转轴5的外端分别与左后全向轮51、右后全向轮52通过花键连接；
所述第一动力转换装置002包括套设在双轴输出式电机001输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体61，第一旋转壳体61的轴线与电机001同轴设置，第一旋转壳体61的内侧面与电机001的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承003，第一旋转壳体61的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承004；
第一旋转壳体61中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴62的端头，使第一十字轴62与第一旋转壳体61共同旋转；第一十字轴62的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮63，第一圆锥小齿轮63的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮64啮合，一个第一圆锥大齿轮64通过花键套在电机001的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮64通过花键套在第一主转轴1的输入端；
两个第一圆锥大齿轮64相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮64连接或分离的第一锁止离合器65；所述第一旋转壳体61的外侧面外侧设置第一电磁制动带66，第一电磁制动带66的内侧面可与第一旋转壳体61的外侧面压紧或分离；
所述第二动力转换装置005包括与第一从动锥齿轮12或第二从动锥齿轮22连接且共同旋转的第二旋转壳体41，第二旋转壳体41的轴线与第一从动锥齿轮12或第二从动锥齿轮22同轴设置，第二旋转壳体41的内侧面与第一辅助转轴3或第二辅助转轴5之间设置第三止推轴承006，第二旋转壳体41的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承007；
所述第二旋转壳体41的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴42的端头，使第二十字轴42与第二旋转壳体41共同旋转，第二十字轴42的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮43，第二圆锥小齿轮43的两端分别与一个第二圆锥大齿轮44啮合，两个第二圆锥大齿轮44分别通过花键套在两个第一辅助转轴3或两个第二辅助转轴5的内端；
两个第二圆锥大齿轮44相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮44连接或分离的第二锁止离合器45；所述第二旋转壳体41的外侧面外侧设置第二电磁制动带46，第二电磁制动带46的内侧面可与第二旋转壳体41的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴3的外端套设左前全向轮31或右前全向轮32，两个第二辅助转轴5的外端套设左后全向轮51或右后全向轮52；
所述左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52上分别设置转速传感器72，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器73，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置74；
所述全向轮行走系统还包括驱动控制器71，驱动控制器71分别与电机001、第一动力转换装置002、第二动力转换装置005通信连接；所述驱动控制器71、转速传感器72、转角传感器73、路线侦测装置74分别与ECU通信连接；
所述防碰撞系统还包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；
所述物体运动信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；物体运动信息采集组包括一个第一红外线传感器和一个超声波传感器；物体运动信息采集组和ECU通信连接；
所述物体图像体积信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；图像体积信息采集组包括三个第一摄像头，三个第一摄像头在一个竖直平面内呈等边三角形或等腰三角形设置，位于底边的两个第一摄像头相互呈90°设置，位于底边的第一摄像头与顶角的第一摄像头之间呈45°设置；物体图像体积信息采集组和ECU通信连接；所述的第一摄像头为双目式摄像机40；
所述碰撞信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧，碰撞信息采集组包括一个碰撞传感器和一个加速度传感器，碰撞信息采集组还包括一个安装在移动平台上的速度传感器；碰撞信息采集组和ECU通信连接；
所述安全防护组包括分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧的四个安全气囊和电磁防撞装置，电磁防撞装置包括电磁铁块91、导电棒92；移动平台前部、后部、左侧、右侧分别设置四个凹槽，凹槽内安装竖直放置的电磁铁块91，电磁铁块91呈平板状，导电棒92从电磁铁块91的中间穿过，沿电磁铁块91长度方向设置；导电棒92两端电源线与移动平台的电源93连接；导电棒92一端的电源线上设置的电磁开关的控制线与ECU通信连接；安全防护组与ECU通信连接；
所述报警装置包括安装在移动平台上的声光报警器、无线信号发射器；报警装置与ECU通信连接；
所述移动平台的使用环境中安装有多个第二红外线传感器和第二摄像头，第二红外线传感器和第二摄像头与中央处理器通信连接。
所述第一锁止离合器65、第二锁止离合器45为多摩擦片式离合器，所述第一止推轴承003、第二止推轴承004、第三止推轴承006、第四止推轴承007为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。
所述的移动平台为AGV式移动平台或由非承载式汽车底盘构成的平台；所述路线侦测装置74为摄像头式探路装置或超声波式探路装置或带有GPS定位装置的探路装置；所述工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统由安装在移动平台上的电池供电。
根据上述的任意一种方便控制的全向轮行走系统的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：直行、原地旋转、横向移动；
所述的直行步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与第二圆柱齿轮82啮合；两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66与第一旋转壳体61分离，使第一旋转壳体61可旋转，第一锁止离合器65处于连接状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46与第二旋转壳体41分离，使第二旋转壳体41可旋转，第二锁止离合器45处于连接状态；
启动电机001，电机001带动其输出轴上的第一圆锥大齿轮64旋转，由于两个第一锁止离合器65将两个第一圆锥大齿轮64连接，则两个第一圆锥大齿轮64之间的第一圆锥小齿轮63不自转，而是在两个第一圆锥大齿轮64的带动下，与第一十字轴62、第一旋转壳体61共同旋转，此时第一主转轴1、第二主转轴2的转速相同且旋转方向相同；
第一主转轴1依次带动第一圆柱齿轮81、第二圆柱齿轮82、第一传动轴84、第一从动锥齿轮12、第二旋转壳体41、第二十字轴42旋转，第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42旋转，由于第二锁止离合器45处于连接状态，因此第二圆锥小齿轮43两侧的第二圆锥大齿轮44与第二圆锥小齿轮43共同旋转，第二圆锥小齿轮43不自转，两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相同，第二圆锥大齿轮44将动力传递给第一辅助转轴3或一个第二辅助转轴5；
如图5所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31和右前全向轮32的转速相同且旋转方向相同，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51和右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；即左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；移动平台可以向前或向后直线行驶；
所述的原地旋转步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与相应的第三圆柱齿轮83啮合，两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66与第一旋转壳体61分离，使第一旋转壳体61可旋转，第一锁止离合器65处于连接状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二旋转壳体41不旋转，第二锁止离合器45处于分离状态；
启动电机001，电机001带动其输出轴上的第一圆锥大齿轮64旋转，由于两个第一锁止离合器65将位于同一边的两个第一圆锥大齿轮64连接，则两个第一圆锥大齿轮64之间的第一圆锥小齿轮63不自转，而是在两个第一圆锥大齿轮64的带动下，与第一十字轴62、第一旋转壳体61共同旋转，此时第一主转轴1、第二主转轴2的转速相同且旋转方向相同；
第一主转轴1将动力依次通过第一圆柱齿轮81、第三圆柱齿轮83、第二传动轴85、圆锥齿轮组传递给一个第一辅助转轴3，与该第一辅助转轴3连接的一个第二圆锥大齿轮44旋转，与该第二圆锥大齿轮44啮合的第二圆锥小齿轮43也要转动，由于第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二十字轴42不能转动，因此第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42进行自转，同时带动与第二圆锥小齿轮43相啮合的另一个第二圆锥大齿轮44旋转，此时位于第二圆锥小齿轮43两侧的两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相反，则两个第一辅助转轴3的转速相同且旋转方向相反；同理，两个第二辅助转轴5的转速相同且旋转方向相反，
如图6所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31与右前全向轮32的转速相同且旋转方向相反，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相反；左前全向轮31与左后全向轮51的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮32与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同；即实现了移动平台原地旋转；
所述的横向移动步骤为：第一主转轴1、第二主转轴2各自外端的第一圆柱齿轮81与相应的第三圆柱齿轮83啮合，两个第一动力转换装置002的第一电磁制动带66压紧第一旋转壳体61，使第一旋转壳体61不旋转，第一锁止离合器65处于分离状态；两个第二动力转换装置005的第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二旋转壳体41不旋转，第二锁止离合器45处于分离状态；
启动电机001，与电机001输出轴连接的第一圆锥大齿轮64旋转，与该第一圆锥大齿轮64啮合的第一圆锥小齿轮63也要转动，由于第一电磁制动带66压紧第一旋转壳体61，使第一十字轴62不能转动，因此第一圆锥小齿轮63绕第一十字轴62进行自转，同时带动与第一圆锥小齿轮63相啮合的另一个第一圆锥大齿轮64旋转，此时位于第一圆锥小齿轮63两侧的两个第一圆锥大齿轮64的转速相同且旋转方向相反，则第一主转轴1与第二主转轴2的转速相同且旋转方向相反；
第一主转轴1将动力依次通过第一圆柱齿轮81、第三圆柱齿轮83、第二传动轴85、圆锥齿轮组传递给一个第一辅助转轴3，与该第一辅助转轴3连接的一个第二圆锥大齿轮44旋转，与该第二圆锥大齿轮44啮合的第二圆锥小齿轮43也要转动，由于第二电磁制动带46压紧第二旋转壳体41，使第二十字轴42不能转动，因此第二圆锥小齿轮43绕第二十字轴42进行自转，同时带动与第二圆锥小齿轮43相啮合的另一个第二圆锥大齿轮44旋转，此时位于第二圆锥小齿轮43两侧的两个第二圆锥大齿轮44的转速相同且旋转方向相反，则两个第一辅助转轴3的转速相同且旋转方向相反；
同理，第二主转轴2将动力传递个两个第二辅助转轴5时，两个第二辅助转轴5的转速相同且旋转方向相反；
如图7所示的，与第一辅助转轴3连接的左前全向轮31与右前全向轮32的转速相同且旋转方向相反，与第二辅助转轴5连接的左后全向轮51与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相反；左前全向轮31与右后全向轮52的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮32与左后全向轮51的转速相同且旋转方向相同；即实现了移动平台横向移动。
所述的全向轮行走系统使用一台电机即可实现移动平台的直行、原地旋转、横向移动，动力通过第一动力转换装置、第二动力转换装置分别传送给四个全向轮，使四个全向轮的转速保持一致，提高了行驶的精度，四个全向轮可快速实现同向旋转或反向旋转，响应速度快，控制过程不需要转速传感器检测转速信号，控制方式简单。
更好的实施方式是：所述左前全向轮31、右前全向轮32、左后全向轮51、右后全向轮52上还设置转矩传感器75；控制器控制第一锁止离合器65接合时的接合压力大小不同，控制器控制两个第二锁止离合器45接合时的接合压力大小不同，当移动平台的四个全向轮与地面接触的摩擦系数不一致时，也可以使四个全向轮得到相同的地面反力，极大的提高了移动平台适应路面的能力。
为了提高移动平台运动过程中，突然有人闯入，或者是有工作人员进入环境场地内进行维修等工作时的安全性，同时也避免出现这样的情况下移动平台的工作效率降低；所述的直行、横向移动步骤中，始终进行防碰撞监测步骤，防碰撞监测步骤包括顺序进行的以下步骤：
步骤a.小车电源启动后，ECU控制移动平台按照指定的路线进行运动或搬运物品，同时实时接收速度传感器发送的移动平台速度V0并判断V0是否等于0，如果等于0，则定义一个初始方向为1位，初始方向的后方为4位，初始方向的两侧分别为2位、3位，所述的初始方向为移动平台最近一次行走时的前进方向；如果为第一次行走，则任意指定一个方向为初始方向；如果V0不等于0，则ECU始终将移动平台行驶方向的前方定义为1位，将行驶方向的后方定义为4位，将行驶方向的两侧分别定义为2位、3位；
ECU采集物体运动信息采集组的信号得到1位-4位各自的最近障碍物与移动平台的距离标记为S1-S4，ECU采集碰撞信息采集组信号得到移动平台自身的速度V0、车辆自身的加速度a0，然后进入步骤b；
步骤b.ECU根据S1随时间的变化情况得到前方物体的速度V1、加速度a1；再根据本移动平台速度V0、加速度a0，以及存储在ECU中的不同车速下移动平台的最大制动减速度a2，计算最小制动距离Smin；将Smin与S1的大小进行比较，如果Smin+安全距离L＜S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；否则进入步骤c；
步骤c.ECU进行判断，如果Smin≤S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；
如果Smin≤S1，且S2-S4中任意一个小于安全距离L，则进入步骤d；同时将S2-S4中小于L所对应的2位或3位或4位标记为危险位；
如果Smin＞S1，ECU向制动装置发送紧急制动信号，同时将S1对应的1位标记为危险位，然后进入步骤d；
步骤d.ECU根据物体图像体积信息采集组中，位于危险位的双目式摄像机40发送的信号得到体积T0，所述T0的计算方法为：位于三角形底边的两个互成90°的双目式摄像机40对物体进行拍照，拍照得到的照片以及的物体轮廓传送到ECU进行预处理，所述预处理包括图像对比的增强、随机噪声的去除、滤波和图像的增强和伪彩色处理，并对物体的点位特征和线位特征进行提取，所述点位特征为图像灰度值发生剧烈变化的点或者在图像边缘上曲率发生较大变化的点，线位特征即物体的整体轮廓；ECU对预处理后的照片及扫描轮廓与数据存储器自带的图像特征信息库中的图像进行对比，然后选择对比最接近的特征信息库中的图像所代表的物体，提取该物体的体积参数T0，如果T0是图像信息库中人体的特征，则进入步骤e；如果T0是图像信息库中移动平台的特征，则进入步骤f，否则进入步骤g；
步骤e.弹出危险位一侧的安全气囊，然后进入步骤h；利用安全气囊减小移动平台对人体的伤害，提高安全性。
步骤f.中央处理器向两个即将发生碰撞的移动平台发送控制命令，使两个即将发生碰撞移动平台的ECU控制各自的碰撞一侧，即危险位一侧的导电棒92导通，导电棒92带电使电磁铁块91两个侧面产生磁极，从而使两个移动平台即将发生碰撞那一侧的电磁铁块91因磁性相同而产生排斥；这样可使多个移动平台之间具有一定的主动防护功能，即使移动平台之间出现控制错误而发生碰撞，也可以有效减小碰撞力，提高移动平台的安全性。
每个移动平台向的ECU向中央处理器发送重量传感器采集的本移动平台的总质量，ECU将中央处理器中即将发生碰撞的对面的移动平台总质量标记为m1，利用V0、a0、本移动平台的总质量m0，以及V1、a1、m1，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F0，将F0与在数据存储器中储存的移动平台受损撞击力阈值F1进行比较，如果F0≥F1，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤g.ECU通过存储在数据存储器中对应的物体平均密度ρ0，结合T0计算物体质量m2，利用V0、a0、本移动平台总质量m0，以及V1、a1、m2，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F2，将F2与数据存储器中的移动平台受损撞击力阈值F3进行比较，如果F2≥F3，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤h.移动平台减速至停止，进入步骤j；
步骤i.移动平台继续前进，进入步骤j；
步骤j.ECU启动报警装置，声光报警器发出声光信号，无线信号发射器向云服务器或工作人员携带的智能设备发送报警信号，提醒工作人员进行紧急救援，然后进入步骤k；
步骤k.流程结束。
更好的实施方式是：当人进入仓库时，中央处理器实时采集第二红外线传感器和第二摄像头的信号以判断移动平台所在的环境是否有人出现，如果有人出现，则计算出其具体位置，并通过定位接收机分别接收每个移动平台携带的定位器发送的位置信息，中央处理器计算出此时各个移动平台与人之间的距离参数D，如果仓库为空旷场地，则距离参数D表示移动平台与人的直线距离；如果仓库内具有特定的行走路线，则距离参数D表示移动平台在行走路线中与人的距离；中央处理器将D与已存储的三个距离参数进行对比，三个参数的关系为：第一阈值＜第二阈值＜第三阈值，如果D≤第一阈值，则中央处理器将该移动平台标记为D0；如果第一阈值＜D≤第二阈值，则将该移动平台标记为D1；如果第二阈值＜D≤第三阈值，则将该移动平台标记为D2；如果D＞第三阈值，则将该移动平台标记为D3；中央处理器分别将D0、D1、D2、D3传递给相应移动平台的ECU，若ECU接收到的信号为D0，则立即减速到停止运行；若ECU接收到的信号为D1，则减速到V1运行；若ECU接收到的信号为D2，则减速到V2运行，0＜V1＜V2；若ECU接收到的信号为D3，该移动平台正常工作。
这样可以使人员进入到移动平台的工作环境中时，也不需要所有移动平台均停止工作，而是分区域对待，降低进入人员对移动平台的干扰，有效提高工作效率。

Claims (3)

1.一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统，其特征在于：所述系统包括汽车底盘式或桁架式移动平台，移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；
移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机(001)，双轴输出式电机(001)的一个输出轴通过第一动力转换装置(002)与第一主转轴(1)的输入端连接，电机(001)的另一个输出轴与第二主转轴(2)的输入端连接，所述第一主转轴(1)或第二主转轴(2)的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮(81)，第一圆柱齿轮(81)可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮(82)、第三圆柱齿轮(83)啮合，第二圆柱齿轮(82)套设在第一传动轴(84)上，第三圆柱齿轮(83)套设在第二传动轴(85)上，第一传动轴(84)的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮(11)或第二主动锥齿轮(21)；第二传动轴(85)的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴(3)或一个第二辅助转轴(5)连接；
所述第一主动锥齿轮(11)与第一从动锥齿轮(12)啮合，第二主动锥齿轮(21)与第二从动锥齿轮(22)啮合，第一从动锥齿轮(12)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第一辅助转轴(3)的内端连接，两个第一辅助转轴(3)的外端分别与左前全向轮(31)、右前全向轮(32)通过花键连接，第二从动锥齿轮(22)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第二辅助转轴(5)的内端连接，两个第二辅助转轴(5)的外端分别与左后全向轮(51)、右后全向轮(52)通过花键连接；
所述第一动力转换装置(002)包括套设在双轴输出式电机(001)输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体(61)，第一旋转壳体(61)的轴线与电机(001)同轴设置，第一旋转壳体(61)的内侧面与电机(001)的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承(003)，第一旋转壳体(61)的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承(004)；
第一旋转壳体(61)中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴(62)的端头，使第一十字轴(62)与第一旋转壳体(61)共同旋转；第一十字轴(62)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮(63)，第一圆锥小齿轮(63)的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮(64)啮合，一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在电机(001)的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在第一主转轴(1)的输入端；
两个第一圆锥大齿轮(64)相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮(64)连接或分离的第一锁止离合器(65)；所述第一旋转壳体(61)的外侧面外侧设置第一电磁制动带(66)，第一电磁制动带(66)的内侧面可与第一旋转壳体(61)的外侧面压紧或分离；
所述第二动力转换装置(005)包括与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)连接且共同旋转的第二旋转壳体(41)，第二旋转壳体(41)的轴线与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)同轴设置，第二旋转壳体(41)的内侧面与第一辅助转轴(3)或第二辅助转轴(5)之间设置第三止推轴承(006)，第二旋转壳体(41)的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承(007)
所述第二旋转壳体(41)的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴(42)的端头，使第二十字轴(42)与第二旋转壳体(41)共同旋转，第二十字轴(42)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮(43)，第二圆锥小齿轮(43)的两端分别与一个第二圆锥大齿轮(44)啮合，两个第二圆锥大齿轮(44)分别通过花键套在两个第一辅助转轴(3)或两个第二辅助转轴(5)的内端；
两个第二圆锥大齿轮(44)相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮(44)连接或分离的第二锁止离合器(45)；所述第二旋转壳体(41)的外侧面外侧设置第二电磁制动带(46)，第二电磁制动带(46)的内侧面可与第二旋转壳体(41)的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴(3)的外端套设左前全向轮(31)或右前全向轮(32)，两个第二辅助转轴(5)的外端套设左后全向轮(51)或右后全向轮(52)；
所述左前全向轮(31)、右前全向轮(32)、左后全向轮(51)、右后全向轮(52)上分别设置转速传感器(72)，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器(73)，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置(74)；
所述全向轮行走系统还包括驱动控制器(71)，驱动控制器(71)分别与电机(001)、第一动力转换装置(002)、第二动力转换装置(005)通信连接；所述驱动控制器(71)、转速传感器(72)、转角传感器(73)、路线侦测装置(74)分别与ECU通信连接；
所述防碰撞系统还包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；
所述物体运动信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；物体运动信息采集组包括一个第一红外线传感器和一个超声波传感器；物体运动信息采集组和ECU通信连接；
所述物体图像体积信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；图像体积信息采集组包括三个第一摄像头，三个第一摄像头在一个竖直平面内呈等边三角形或等腰三角形设置，位于底边的两个第一摄像头相互呈90°设置，位于底边的第一摄像头与顶角的第一摄像头之间呈45°设置；物体图像体积信息采集组和ECU通信连接；所述的第一摄像头为双目式摄像机(40)；
所述碰撞信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧，碰撞信息采集组包括一个碰撞传感器和一个加速度传感器，碰撞信息采集组还包括一个安装在移动平台上的速度传感器；碰撞信息采集组和ECU通信连接；
所述安全防护组包括分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧的四个安全气囊和电磁防撞装置，电磁防撞装置包括电磁铁块(91)、导电棒(92)；移动平台前部、后部、左侧、右侧分别设置四个凹槽，凹槽内安装竖直放置的电磁铁块(91)，电磁铁块(91)呈平板状，导电棒(92)从电磁铁块(91)的中间穿过，沿电磁铁块(91)长度方向设置；导电棒(92)两端电源线与移动平台的电源(93)连接；导电棒(92)一端的电源线上设置的电磁开关的控制线与ECU通信连接；安全防护组与ECU通信连接；
所述报警装置包括安装在移动平台上的声光报警器、无线信号发射器；报警装置与ECU通信连接；
所述移动平台的使用环境中安装有多个第二红外线传感器和第二摄像头，第二红外线传感器和第二摄像头与中央处理器通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统的控制方法，其特征在于：所述的全向轮行走系统的控制方法包括以下步骤：直行、原地旋转、横向移动；
所述的直行步骤为：第一圆柱齿轮(81)与第二圆柱齿轮(82)啮合；第一动力转换装置(002)的第一电磁制动带(66)与第一旋转壳体(61)分离，使第一旋转壳体(61)可旋转，第一锁止离合器(65)处于连接状态；两个第二动力转换装置(005)的第二电磁制动带(46)与第二旋转壳体(41)分离，使第二旋转壳体(41)可旋转，第二锁止离合器(45)处于连接状态；启动电机(001)，左前全向轮(31)、右前全向轮(32)、左后全向轮(51)、右后全向轮(52)的转速相同且旋转方向相同；
所述的原地旋转步骤为：第一主转轴(1)、第二主转轴(2)各自外端的第一圆柱齿轮(81)与相应的第三圆柱齿轮(83)啮合，第一动力转换装置(002)的第一电磁制动带(66)与第一旋转壳体(61)分离，使第一旋转壳体(61)可旋转，第一锁止离合器(65)处于连接状态；两个第二动力转换装置(005)的第二电磁制动带(46)压紧第二旋转壳体(41)，使第二旋转壳体(41)不旋转，第二锁止离合器(45)处于分离状态；启动电机(001)，左前全向轮(31)与左后全向轮(51)的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮(32)与右后全向轮(52)的转速相同且旋转方向相同；左前全向轮(31)与右前全向轮(32)的转速相同且旋转方向相反；
所述的横向移动步骤为：第一主转轴(1)、第二主转轴(2)各自外端的第一圆柱齿轮(81)与相应的第三圆柱齿轮(83)啮合，第一动力转换装置(002)的第一电磁制动带(66)压紧第一旋转壳体(61)，使第一旋转壳体(61)不旋转，第一锁止离合器(65)处于分离状态；两个第二动力转换装置(005)的第二电磁制动带(46)压紧第二旋转壳体(41)，使第二旋转壳体(41)不旋转，第二锁止离合器(45)处于分离状态；启动电机(001)，左前全向轮(31)与右后全向轮(52)的转速相同且旋转方向相同，右前全向轮(32)与左后全向轮(51)的转速相同且旋转方向相同；左前全向轮(31)与右前全向轮(32)的转速相同且旋转方向相反。
3.根据权利要求2所述的一种工作效率高的全向轮行走及防碰撞系统的控制方法，其特征在于：所述的直行、横向移动步骤中，始终进行防碰撞监测步骤，防碰撞监测步骤包括顺序进行的以下步骤：
步骤a.小车电源启动后，ECU控制移动平台按照指定的路线进行运动或搬运物品，同时实时接收速度传感器发送的移动平台速度V0并判断V0是否等于0，如果等于0，则定义一个初始方向为1位，初始方向的后方为4位，初始方向的两侧分别为2位、3位，所述的初始方向为移动平台最近一次行走时的前进方向；如果为第一次行走，则任意指定一个方向为初始方向；如果V0不等于0，则ECU始终将移动平台行驶方向的前方定义为1位，将行驶方向的后方定义为4位，将行驶方向的两侧分别定义为2位、3位；
ECU采集物体运动信息采集组的信号得到1位-4位各自的最近障碍物与移动平台的距离标记为S1-S4，ECU采集碰撞信息采集组信号得到移动平台自身的速度V0、车辆自身的加速度a0，然后进入步骤b；
步骤b.ECU根据S1随时间的变化情况得到前方物体的速度V1、加速度a1；再根据本移动平台速度V0、加速度a0，以及存储在ECU中的不同车速下移动平台的最大制动减速度a2，计算最小制动距离Smin；将Smin与S1的大小进行比较，如果Smin+安全距离L＜S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；否则进入步骤c；
步骤c.ECU进行判断，如果Smin≤S1，且S2-S4均大于安全距离L，则返回步骤a；
如果Smin≤S1，且S2-S4中任意一个小于安全距离L，则进入步骤d；同时将S2-S4中小于L所对应的2位或3位或4位标记为危险位；
如果Smin＞S1，ECU向制动装置发送紧急制动信号，同时将S1对应的1位标记为危险位，然后进入步骤d；
步骤d.ECU根据物体图像体积信息采集组中，位于危险位的双目式摄像机(40)发送的信号得到体积T0，所述T0的计算方法为：位于三角形底边的两个互成90°的双目式摄像机(40)对物体进行拍照，拍照得到的照片以及的物体轮廓传送到ECU进行预处理，所述预处理包括图像对比的增强、随机噪声的去除、滤波和图像的增强和伪彩色处理，并对物体的点位特征和线位特征进行提取，所述点位特征为图像灰度值发生剧烈变化的点或者在图像边缘上曲率发生较大变化的点，线位特征即物体的整体轮廓；ECU对预处理后的照片及扫描轮廓与数据存储器自带的图像特征信息库中的图像进行对比，然后选择对比最接近的特征信息库中的图像所代表的物体，提取该物体的体积参数T0，如果T0是图像信息库中人体的特征，则进入步骤e；如果T0是图像信息库中移动平台的特征，则进入步骤f，否则进入步骤g；
步骤e.弹出危险位一侧的安全气囊，然后进入步骤h；
步骤f.中央处理器向两个即将发生碰撞的移动平台发送控制命令，使两个即将发生碰撞移动平台的ECU控制各自的碰撞一侧，即危险位一侧的导电棒(92)导通，导电棒(92)带电使电磁铁块(91)两个侧面产生磁极，从而使两个移动平台即将发生碰撞那一侧的电磁铁块(91)因磁性相同而产生排斥；
每个移动平台向的ECU向中央处理器发送重量传感器采集的本移动平台的总质量，ECU将中央处理器中即将发生碰撞的对面的移动平台总质量标记为m1，利用V0、a0、本移动平台的总质量m0，以及V1、a1、m1，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F0，将F0与在数据存储器中储存的移动平台受损撞击力阈值F1进行比较，如果F0≥F1，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤g.ECU通过存储在数据存储器中对应的物体平均密度ρ0，结合T0计算物体质量m2，利用V0、a0、本移动平台总质量m0，以及V1、a1、m2，在ECU中计算出撞击行为发生时本移动平台受到的碰撞力F2，将F2与数据存储器中的移动平台受损撞击力阈值F3进行比较，如果F2≥F3，进入步骤h；否则进入步骤i；
步骤h.移动平台减速至停止，进入步骤j；
步骤i.移动平台继续前进，进入步骤j；
步骤j.ECU启动报警装置，声光报警器发出声光信号，无线信号发射器向云服务器或工作人员携带的智能设备发送报警信号，提醒工作人员进行紧急救援，然后进入步骤k；
步骤k.流程结束。
所述的步骤a中，中央处理器实时采集第二红外线传感器和第二摄像头的信号以判断移动平台所在的环境是否有人出现，如果有人出现，则计算出其具体位置，并通过定位接收机分别接收每个移动平台携带的定位器发送的位置信息，中央处理器计算出此时各个移动平台与人之间的距离参数D，如果仓库为空旷场地，则距离参数D表示移动平台与人的直线距离；如果仓库内具有特定的行走路线，则距离参数D表示移动平台在行走路线中与人的距离；中央处理器将D与已存储的三个距离参数进行对比，三个参数的关系为：第一阈值＜第二阈值＜第三阈值，如果D≤第一阈值，则中央处理器将该移动平台标记为D0；如果第一阈值＜D≤第二阈值，则将该移动平台标记为D1；如果第二阈值＜D≤第三阈值，则将该移动平台标记为D2；如果D＞第三阈值，则将该移动平台标记为D3；中央处理器分别将D0、D1、D2、D3传递给相应移动平台的ECU，若ECU接收到的信号为D0，则立即减速到停止运行；若ECU接收到的信号为D1，则减速到V1运行；若ECU接收到的信号为D2，则减速到V2运行，0＜V1＜V2；若ECU接收到的信号为D3，该移动平台正常工作。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109607338A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 杭州奥立达电梯有限公司 一种智能工业电梯及其运行方法
CN111443353A (zh) * 2020-04-13 2020-07-24 深圳市威通科技有限公司 防碰撞装置及防碰撞方法
CN111846022A (zh) * 2020-08-02 2020-10-30 屠烽华 一种智能机器人移动平台
CN112472475A (zh) * 2020-11-20 2021-03-12 郑州工业应用技术学院 一种智能型防碰撞式医疗机械车及防碰撞方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109607338A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 杭州奥立达电梯有限公司 一种智能工业电梯及其运行方法
CN109607338B (zh) * 2018-11-29 2021-11-23 杭州奥立达电梯有限公司 一种智能工业电梯及其运行方法
CN111443353A (zh) * 2020-04-13 2020-07-24 深圳市威通科技有限公司 防碰撞装置及防碰撞方法
CN111846022A (zh) * 2020-08-02 2020-10-30 屠烽华 一种智能机器人移动平台
CN112472475A (zh) * 2020-11-20 2021-03-12 郑州工业应用技术学院 一种智能型防碰撞式医疗机械车及防碰撞方法

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