CN110146058A - 一种基于全向轮小车的坡度测量方法 - Google Patents
一种基于全向轮小车的坡度测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110146058A CN110146058A CN201910321748.4A CN201910321748A CN110146058A CN 110146058 A CN110146058 A CN 110146058A CN 201910321748 A CN201910321748 A CN 201910321748A CN 110146058 A CN110146058 A CN 110146058A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- omni
- directional wheel
- motor
- trolley
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Handcart (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于全向轮小车的坡度测量方法，包括全向轮小车底盘、功率检测模块、电池、配重块、电机模块、无线通讯模块、微处理器、电机驱动模块、全向轮、传动杆和减速电机；通过上位机、无线通讯模块和微处理器之间的数据交互，将当前路面的摩擦系数传输到微处理器上，电机驱动模块根据接收到的微处理器信号控制电机模块，驱动全向轮小车以一定速度在待测坡度上直线行驶，在前进过程中功率检测模块实时检测全向轮小车当前功率，并利用同一路面同一速度下坡度和功率之间的内在联系，拟合功率得出数据，并发送至上位机进行显示。其优点在于，对路面坡度的快速连续的移动式测量，避免检测过程繁复且受限较大的情况。
Description
技术领域
本发明属于坡度测量领域，特别涉及到一种基于全向轮小车的坡度测量方法。
背景技术
对于山区道路施工、桥梁建设等场合，实现对路面坡度的快速连续的移动式测量具有重要意义，特别在一些桥梁，山区路面等坡度经常变化的路面上，传统的坡度测量方法具有检测过程繁复，受限较大的缺点。如专利号为CN201821113872的一种路桥检测用坡度检测装置，适用于定点检测，对于有一定坡度变化的路面上，需要多次定点测量；又如专利号为CN201711303814的一种高精度路面坡度检测小车，使用刻度盘进行数据读取，难以实现快速连续的移动式测量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于全向轮小车的坡度测量方法，其目的在于能够快速，连续地检测出路面坡度并将数据实时反馈到PC端或手机端。
为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于全向轮小车的坡度测量方法，包括全向轮小车底盘(1)、功率检测模块(2)、电池(3)、配重块(4)、电机模块(5)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)、全向轮(9)、传动杆(10)、减速电机(11)；所述的功率检测模块(2)、电池(3)、配重块(4)、全向轮(9)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)安装于全向轮小车底盘(1)上方；所述的电机模块(5)安装在全向轮小车底盘(1)下方，其中电机模块(5)由依次相连的全向轮(9)、传动杆(10)和减速电机(11)组成；所述的配重块(4)分布在全向轮小车底盘(1)上方三个方向，以保持全向轮小车重心位于中心点；所述的微处理器(7)分别与功率检测模块(2)相连、无线通讯模块(6)、电机驱动模块(8)相连实现读取数据、上位机通讯、控制电机模块(5)；所述的电池(3)分别与功率检测模块(2)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)相连进行供电；所述的电机驱动模块(8)分别与功率检测模块(2)和电机模块(5)相连。
本发明的有益效果为：
1.可以快速，连续地检测出路面坡度并将数据存储和发送到上位机进行通讯交互；
2.利用同一路面同一速度下坡度和功率之间的内在联系，并使用功率检测模块实时检测功
率，对得到的功率进行拟合，从而得到坡度数据；
3.使用全向轮小车底盘和配重块可以保重小车重心准确的位于中心点，并且全向轮小车具
有灵活度高和适合多种不同物体表面的优点。
附图说明
下面结合附图及其实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明正面结构图；
图2是本发明背面结构图；
图3是本装置的工作示意图；
图4是坡度公式摩檫力部分计算示意图；
图5是不同角度下功率曲线图；
1为全向轮小车底盘、2为功率检测模块、3为电池、4为配重块、5为电机模块、6为无线通讯模块、7为微处理器、8为电机驱动模块、9为全向轮、10为传动杆、11为减速电机。
具体实施方式
图1、图2中，本发明包括全向轮小车底盘1、功率检测模块2、电池3、配重块4、电机模块5、无线通讯模块6、微处理器7、电机驱动模块8、全向轮9、传动杆10、减速电机11；所述的功率检测模块2、电池3、配重块4、无线通讯模块6、微处理器7、电机驱动模块8、全向轮9安装于全向轮小车底盘1上方；所述的电机模块5安装在全向轮小车底盘1下方，其中电机模块5由依次相连的全向轮9、传动杆10和减速电机11组成；所述的配重块4分布在全向轮小车底盘1上方三个方向，以保持全向轮小车重心位于中心点；所述的微处理器7分别与功率检测模块2相连、无线通讯模块6、电机驱动模块8相连实现读取数据、上位机通讯、控制电机模块5；所述的电池3分别与功率检测模块2、无线通讯模块6、微处理器7、电机驱动模块8相连进行供电；所述的电机驱动模块8分别与功率检测模块2和电机模块5相连。
一种基于全向轮小车的坡度测量方法工作流程图如图3所示：将全向轮小车放置于待测路面上，通过上位机、无线通讯模块6和微处理器7之间的数据交互，将当前路面的摩擦系数传输到微处理器7上，然后微处理器7发送控制信号给电机驱动模块8，电机驱动模块8将信号转换成电机信号给电机模块5，以驱动全向轮小车以一定速度在待测坡度上以直线行驶，在前进过程中微处理器7向功率检测模块2请求数据，然后功率检测模块2检测电机驱动模块8当前功率，与此同时功率检测模块2将此数据反馈微处理器7，利用同一路面同一速度下坡度和功率之间的内在联系，拟合功率得出数据。坡度计算作为一个力学问题，但在功率拟合过程中，小车的速度也会对功率产生影响，所以总功率Ps由摩檫力部分功率：Pf＝a*u*m*g*cosα+a*m*g*sinα、速度部分功率：Pv＝b*m*v俩部分组成。图4为摩檫力部分计算示意图。坡度公式推导细节如下：总功率为Ps＝Pf+Pv＝a*u*m*g*cosα+a*m*g*sinα+b*m*v。移项得摩檫力部分功率为Pf＝Ps-Pv＝Ps-b*m*v＝a*u*m*g*cosα+a*m*g*sinα。俩边同时除以a*m*g得根据三角函数辅助角公式得俩边同时除以得经反三角函数变化得 整理得到坡度公式为其中,α为小车当前所处坡度；Ps为小车当前所处坡度时的总功率；m为小车质量；v为小车速度；g为重力加速度；u为当前路面摩擦因数；a为拟合曲线时得到的摩檫力部分功率常数，b为拟合曲线时得到的速度部分功率常数，与实际小车的电机参数有关，拟合的结果由微处理器7进行储存并由无线通讯模块6发送至上位机进行显示。
如下表所示为本发明在四种不同坡度进行检测的实例数据。图5为以下表数据为基础生成的不同坡度下功率曲线图。通过多次更改不同速度，多次测量可得到高精度的功率曲线图。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于全向轮小车的坡度测量方法，包括全向轮小车底盘(1)、功率检测模块(2)、电池(3)、配重块(4)、电机模块(5)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)、全向轮(9)、传动杆(10)、减速电机(11)；所述的功率检测模块(2)、电池(3)、配重块(4)、全向轮(9)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)安装于全向轮小车底盘(1)上方；所述的电机模块(5)安装在全向轮小车底盘(1)下方，其中电机模块(5)由依次相连的全向轮(9)、传动杆(10)和减速电机(11)组成；所述的配重块(4)分布在全向轮小车底盘(1)上方三个方向，以保持全向轮小车重心位于中心点；所述的微处理器(7)分别与功率检测模块(2)相连、无线通讯模块(6)、电机驱动模块(8)相连实现读取数据、上位机通讯、控制电机模块(5)；所述的电池(3)分别与功率检测模块(2)、无线通讯模块(6)、微处理器(7)、电机驱动模块(8)相连进行供电；所述的电机驱动模块(8)分别与功率检测模块(2)和电机模块(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于全向轮小车的坡度测量方法，其特征在于，使用功率检测模块(2)实时监控功率，并使用无线通讯模块(6)与上位机进行通讯交互。
3.根据权利要求1所述的一种新型的便携式摩擦因数检测仪，其特征在于，通过使用全向轮小车底盘(1)和配重块(4)保证小车重心准确的位于中心点。
4.根据权利要求1所述的一种新型的便携式摩擦因数检测仪，其特征在于，将得到数据利用拟合得到坡度公式其中,α为小车当前所处坡度；Ps为小车当前所处坡度时的总功率；m为小车质量；v为小车速度；g为重力加速度；u为当前路面摩擦因数；a为拟合曲线时得到的摩檫力部分功率常数，b为拟合曲线时得到的速度部分功率常数，与实际小车的电机参数有关。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910321748.4A CN110146058A (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种基于全向轮小车的坡度测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910321748.4A CN110146058A (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种基于全向轮小车的坡度测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110146058A true CN110146058A (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=67589790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910321748.4A Pending CN110146058A (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种基于全向轮小车的坡度测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110146058A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102425657A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-04-25 | 北京理工大学 | 一种电动汽车上坡amt系统换挡综合控制方法 |
| DE102011108446A1 (de) * | 2011-07-23 | 2013-01-24 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Rekuperation für ein Fahrzeug |
| CN105320011A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-10 | 莆田市云驰新能源汽车研究院有限公司 | 一种电动汽车控制系统 |
| CN105644565A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种混合动力汽车负载的测量方法 |
| CN109131338A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种坡度检测方法、装置及电动汽车 |
-
2019
- 2019-04-22 CN CN201910321748.4A patent/CN110146058A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011108446A1 (de) * | 2011-07-23 | 2013-01-24 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Rekuperation für ein Fahrzeug |
| CN102425657A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-04-25 | 北京理工大学 | 一种电动汽车上坡amt系统换挡综合控制方法 |
| CN105320011A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-10 | 莆田市云驰新能源汽车研究院有限公司 | 一种电动汽车控制系统 |
| CN105644565A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种混合动力汽车负载的测量方法 |
| CN109131338A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种坡度检测方法、装置及电动汽车 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208055831U (zh) | 一种便于移动的道路平整度检测装置 | |
| CN104890699B (zh) | 一种轨道检测仪 | |
| CN103600799B (zh) | 基于压力传感器的转向控制系统及其自平衡两轮车 | |
| CN105300295B (zh) | 一种便携式单轨非接触式接触网几何参数检测系统与方法 | |
| CN108502729B (zh) | 起重机械高空轨道智能检测小车、检测系统及检测方法 | |
| CN105108649A (zh) | 一种非接触式金属基圆弧砂轮的圆弧廓形及半径在位检测方法及实现该方法的装置 | |
| CN205327120U (zh) | 一种集实验试块提升翻转和送放功能与一体的运输装置 | |
| CN106524915A (zh) | 一种螺旋式三维扫描装置及其工作流程 | |
| CN110203303B (zh) | 磁力自驱动小车以及用于其的导轨测量装置和方法 | |
| CN110146058A (zh) | 一种基于全向轮小车的坡度测量方法 | |
| CN208602482U (zh) | 一种沿游乐设施轨道主动行走的轨道检测装置 | |
| CN113022388B (zh) | 自动吊弦标定系统和方法 | |
| CN215261596U (zh) | 一种金属制品加工平整度检测装置 | |
| CN202180835U (zh) | 一种非接触式轨道安全状态检测装置 | |
| CN113619642A (zh) | 一种铁路检测装置 | |
| CN102359846A (zh) | 物体重心高度的测定方法及测定装置 | |
| Kim et al. | A rolling robot: Design and implementation | |
| CN202511783U (zh) | 便携式路面轮廓仪 | |
| CN207330025U (zh) | 电梯平衡系数检测装置 | |
| CN217155460U (zh) | 一种轨道几何病害识别装置 | |
| CN105235712A (zh) | 牵引式f型轨检测仪 | |
| CN213892510U (zh) | 测距整定装置 | |
| CN206258073U (zh) | 一种螺旋式三维扫描装置 | |
| CN214493145U (zh) | 一种基于里程计和陀螺仪的麦克纳姆轮小车的控制装置 | |
| CN205131263U (zh) | 牵引式f型轨检测仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |