CN111085446A - 一种快速响应平衡的物流机器人及其调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速响应平衡的物流机器人及其调控方法，该物流机器人能快速响应、自动控制载物平衡与安全运输，其组成包括：车载装置、数据采集装置、中央处理装置和调节平衡装置；其中数据采集装置、中央处理装置和调节平衡装置均安装在车载装置上；车载装置负责承担物流机器人的载重负荷和实现自由移动的功能；数据采集装置则采集载荷分布情况数据及机器人运动状态与姿态数据反馈至中央处理装置，由中央处理装置处理并输出调节信号，平衡装置快速响应调节实现载物平稳；同时中央处理装置判断货物出现失稳状态的临界加速度并作为加速度限制条件对物流小车进行加速度约束，解决了物流小车载物失稳的问题，确保物流机器人所载货物安全。

Description

一种快速响应平衡的物流机器人及其调控方法

技术领域

本发明涉及物流机器人技术领域，具体涉及一种快速响应平衡的物流机器人及其调控方法。

背景技术

由于物流机器人所载货物载荷不一定均匀分布，为保证工作效率，物流机器人必须具备一定的速度，且物流机器人所行走的路况如存在转弯、凹凸或需要爬坡时，所载货物很容易因为惯性以及中心的偏移而跌落造成事故，并容易影响整个范围的物流效率，增加了物流路况的维护费用。目前已有的方案是采用液压或电机控制伸缩支架来调节平衡，但液压技术存在费用高、响应慢的缺点而电机控制伸缩支架也会造成机器人结构的臃肿，因此需要保证物流机器人在运输过程中可以根据货物载荷分布以及路况自动快速调节载物平衡，避免发生物品跌落事故。本专利提出一种可在载物平台与轮系之间装上套筒弹簧柔性伸缩支撑结构，并在其内部安置两块电磁铁，通过控制电磁铁之间的引力和斥力的大小转换来调节套筒的升降，从而实现载物平台的快速平衡；同时实时计算货物失稳的运动加速度临界条件，作为加速度约束的依据，保证货物的安全运输。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述调节平台相应速度慢、机构复杂的不足，提供一种基于调节弹簧—电磁铁组合的快速响应调节平衡的物流机器人及其载货状态下运动平衡调控方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种快速响应平衡的物流机器人，所述的物流机器人包括车载装置和固定在车载装置上的数据采集装置、中央处理装置和调节平衡装置，

所述的车载装置包括载物平台2、车架4、两个驱动轮和两个万向轮，所述的载物平台2固定于车架4上方，两个驱动轮和两个万向轮分别通过调节平衡装置固定于车架底部；所述的数据采集装置包括至少2个压力传感器3和一个惯性测量单元8，每个压力传感器3均置于载物平台2和车架4之间，采用螺钉连接固定，用于检测载物平台2压力载荷变化；所述的惯性测量单元8安装在车架4上部的正中央，采用螺栓连接固定，用于检测车架4的倾斜情况；

所述的中央处理装置7包括电源和集成控制电路，集成控制电路上的输入端与数据采集装置电连接，输出端分别与调节平衡装置和电机电连接，实现信号的传递；

所述的调节平衡装置包括套筒5、调节弹簧6、电磁铁9和升降活塞轮杆10，其中，所述的套筒5与车架4采用螺栓连接固连；所述的升降活塞轮杆10上端活塞与套筒5间隙配合，可上下滑动；所述的升降活塞轮杆10下端与相应的驱动轮或万向轮采用螺纹连接；所述的电磁铁9包括套筒电磁铁和活塞电磁铁，分别采用嵌合、铆合的方式分别安装于套筒5与升降活塞轮杆10上端活塞；所述的调节弹簧6采用焊接的方式一端与套筒电磁铁固定，另一端与活塞电磁铁固定；

所述的中央处理装置7采集压力传感器3的实时压力信息和惯性测量单元8的实时平台倾角信息，然后调节电磁铁9的磁场方向与大小，使套筒电磁铁与活塞电磁铁间产生吸引力或排斥力，进而调节升降活塞轮杆10的升降，实现平台倾角的调整，从而实现载物平衡。

进一步地，所述的载物平台2和车架4都是矩形的承载板，两个驱动轮和两个万向轮固定于车架底部的四个顶角。

进一步地，每个驱动轮包括驱动轮架11、轮子12和电机13，所述的电机13通过螺钉紧固于驱动轮架11上，与轮子12相连，用于驱动轮子12转动。

进一步地，所述的压力传感器3共有4个，对称布置于矩形的载物平台2的四个顶角上。

进一步地，所述的升降活塞轮杆10上端活塞与套筒5间隙配合，所述的升降活塞轮杆10下端与驱动轮架11采用螺纹连接，可上下滑动调节轮子12的高度。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种快速响应平衡的物流机器人的调控方法，所述的调控方法包括载物平台实时快速水平调节和运动加速度调节，

其中，所述的载物平台实时快速水平调节包括以下步骤：

S1、物流机器人的中央处理装置7根据惯性测量单元8检测平台倾角，并依据压力传感器3的压力数据，在物流机器人载货上坡时，调节车架4前端两个电磁铁9磁力，使载物平台2前端降低，同时调节车架4后端两个电磁铁9磁力，使载物平台2后端上升，载物平台在四组电磁铁与调节弹簧共同作用下，始终保持水平；当上坡到平台顶部时，倾角减小，中央处理装置7调节载物平台2前端升高，后端降低，继续保持载物平台2水平；

S2、物流机器人的中央处理装置7根据惯性测量单元8检测平台倾角，并依据压力传感器3的压力数据，在物流机器人载货下坡时，调节车架4前端两个电磁铁9磁力，使载物平台2前端升高，同时调节车架4后端两个电磁铁9磁力，使载物平台2后端下降，整个载物平台在四组电磁铁与调节弹簧的作用下，始终保持水平；当下坡到底部水平路面时，倾角减小，中央处理装置7调节载物平台2前端降低，后端升高，继续保持载物平台2水平；

S3、对于质量不均匀的货物，惯性测量单元8检测到载物平台2有一定倾角，物流机器人的中央处理装置7调节四组电磁铁和调节弹簧的伸缩高度，维持载货平台的平衡，调节平衡后再起步运行；

其中，所述的载物平台实时快速运动加速度调节包括以下步骤：

T1、根据装载情况，确定物流机器人尺寸，并作为原始数据参数输入中央处理装置7；

T2、依据惯性测量单元8测量信息，由中央处理装置7判断物流机器人的直行、转弯、旋转在内的运动状态；

T3、中央处理装置7准确计算直行、自转和转弯状态下不发生货物失稳的临界倾覆加速度值和临界滑移加速度值，在此货物装载情况下，直行时临界滑移加速度值为a₁，直行时临界倾覆加速度值为a₂；自转时临界滑移加速度值为ω₁，自转时临界倾倒加速度值为ω₂，转弯时临界滑移加速度值为ω₃，转弯时临界倾倒加速度值为ω₄；

T4、依据货物装载参数信息，判断货物临界倾覆加速度与货物临界滑移加速度的大小，中央处理装置7选取最小的加速度值作为运动平衡的货物临界加速度，以保证货物运输的安全性；

T5、继续回到步骤T2，继续判断物流机器人的运动状态与各状态下货物失稳货物临界条件，直至物流机器人到达目的地运行停止。

进一步地，所述的直行时货物临界滑移加速度值a₁的计算式为：a₁＝μg，式中，μ为货物与载货平台摩擦系数，g为重力加速度；

所述的直行时货物临界倾覆加速度值a₂的计算式为：

a₂＝g(l₁-a₀)/h，

式中，a₀为重心偏离载货平台的长度距离，h为货物重心距载货平台高度，l₁为货物宽度；

所述的自转时临界滑移加速度值ω₁计算式为：

ω₁＝(μg)^1/2/((l₁-a₀)²+(w₁-b₀)²)^1/4，

式中，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，b₀货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离；w₁为货物长度；

所述的自转时临界倾倒加速度值ω₂计算式为：

所述的转弯时临界滑移加速度值ω₃计算式为：

式中，OO₂为载物平台中心到旋转中心的距离；

所述的转弯时临界倾倒加速度值ω₄计算式为：

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明依据倾角传感器角度信息，运用电磁铁与调节弹簧弹力共同作用下，不断调节载物平台角度以保持所载货物水平，同时依据物流机器人自身的运动状态和载货状态，实时计算货物失稳的临界加速度条件，以期达到货物安全平稳运输的要求。其具体优点如下：

(1)电磁铁与调节弹簧组合进行载物平台升降调节，结构更加简便，响应速度快：传统液压系统的载货平台，液压系统结构复杂，平台角度调节响应速度慢，灵活性不够；电磁铁—调节弹簧组合中，电磁铁产生的磁力能够在中央处理器调控下，根据载物平台倾角实时调整引力与斥力大小，进而快速响应始终维持载物平台的水平；

(2)基于运动平衡分析的临界加速度实时调控，更平稳更安全：依据物流机器人自身尺寸和载货情况，根据实时的运动状态对应的不发生失稳的最大加速度值作为临界条件，主动调节物流机器人加速度。相较于普通物流机器人仅仅根据经验值等估算一个最大加速度作为限制条件，本发明公开的物流机器人既能够在临界加速度内高速高效率运动，又能够根据当前状态实时计算准确的临界加速度并作为限制条件，调控范围更广，保证任意时刻任意状态下的安全性。

附图说明

图1是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人立体示意图；

图2是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人在水平面移动时的结构示意图；

图3是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人爬坡时结构示意图；

图4是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人中压力传感器安装位置示意图；

图5是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人中调节平衡装置结构图；

图6是本发明公开的一种快速响应平衡物流机器人中驱动轮装置示意图；

图7为本发明公开非均匀载荷情况载货物流机器人主视图；

图8为本发明公开非均匀载荷情况载货物流机器人俯视图；

图9为本发明公开非均匀载荷情况载货物流机器人自转示意图；

图10为本发明公开非均匀载荷情况载货物流机器人旋转示意图；

图11为发明公开非均匀载荷情况载货物流机器人货物运动平衡调控流程图；

图中所示为：1-物流机器人；2-载物平台；3-压力传感器；4-车架；5-套筒；6-调节弹簧；7-中央处理装置；8-惯性测量单元；9-电磁铁；10-升降活塞轮杆；11-驱动轮架；12-轮子；13-电机；14-货物。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

实施例一

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表产品的尺寸；附图中，电源与集成控制电路没有作出具体标示，只指出其安装位置位于中央处理装置7里面，具体安装方式采用螺钉连接固定；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，比如万向轮具体结构。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

本实施例公开了一种快速响应平衡的物流机器人1，包括车载装置、数据采集装置、中央处理装置7和调节平衡装置，其中，数据采集装置、中央处理装置7和调节平衡装置均安装于车载装置上。

车载装置，包括载物平台2、车架4、两个驱动轮和两个万向轮；载物平台2固定于车架4上方，载物平台2和车架4都是矩形的承载板，两个驱动轮和两个万向轮分别通过调节平衡装置固定于车架底部的四个顶角；其中，每个驱动轮包括驱动轮架11、轮子12和电机13，电机13通过螺钉紧固于驱动轮架11上，与轮子12相连，用于驱动轮子12转动。

数据采集装置包括压力传感器3和一个惯性测量单元8；压力传感器3共有4个，置于矩形载物平台2和车架4之间，对称布置于矩形的四个角方位上，采用螺钉连接固定，用来检测载物平台2压力载荷变化；惯性测量单元8安装在车架4上部的正中央，采用螺栓连接固定，用于检测车架4的倾斜情况；

中央处理装置7包括电源和集成控制电路，集成控制电路上的输入端与数据采集装置电连接，输出端分别与调节平衡装置和电机电连接，实现信号的传递；

调节平衡装置，包括套筒5、调节弹簧6、电磁铁9和升降活塞轮杆10；所述的套筒5与车架4采用螺栓连接固连；升降活塞轮杆10上端活塞与套筒5间隙配合，可上下滑动，升降活塞轮杆10下端与相应的驱动轮或万向轮采用螺纹连接；电磁铁9包括套筒电磁铁和活塞电磁铁，分别采用嵌合、铆合的方式分别安装于套筒5与升降活塞轮杆10上端活塞；调节弹簧6采用焊接的方式一端与套筒电磁铁固定，另一端与活塞电磁铁固定；

中央处理装置7通过输入输出信号线路与数据采集装置、调节平衡装置连通，从而可以根据4个压力传感器3实时压力信息和惯性测量单元8的实时平台倾角信息，调节电磁铁9的磁场方向与大小，使套筒电磁铁与活塞电磁铁间产生吸引力或排斥力，进而调节升降活塞轮杆实时的升降，实现平台倾角的调整，从而实现载物平衡。

升降活塞轮杆10上端活塞与套筒5间隙配合，下端与驱动轮架11采用螺纹连接，可上下滑动调节轮子12的高度；

电磁铁9，相对位置关系如图5所示，包括套筒电磁铁和活塞电磁铁，分别采用嵌合、铆合的方式分别安装于套筒与升降活塞轮杆的活塞上端。

调节弹簧6如图所示，采用焊接的方式一端与套筒电磁铁固定，另一端与活塞电磁铁固定结构位置关系。

中央处理装置7处理采集的压力传感器3的数据和惯性测量单元8的数据:

(a)当物流机器人在水平路面上时，载物平台2未放置货物空载时，调节弹簧6处于伸长状态；中央处理装置7处理此时惯性测量单元8信息和压力传感器3所测压力信息均较小，判断当前为水平路面上空载工况，调控电磁铁9至断电状态；

(b)当物流机器人在水平路面上时，载物平台2放置均匀货物，货物重心在平台中心上方时，调节弹簧6处于等量压缩状态，中央处理装置7处理此时惯性测量单元8信息和四个压力传感器3所测压力信息，惯性测量单元8姿态水平，四个压力传感器3所测压力信息压力相同，判断当前为水平路面上均匀载荷工况，调空电磁铁9至断电状态；

(c)当物流机器人行进至上坡的瞬间，载物平台2前端上扬，此时惯性测量单元8姿态倾斜，在运载货物惯性的作用下，前端两个调节弹簧6压缩，前两个端压力传感器读数增大。此时中央处理装置7判断物流机器人开始上坡，调节前端两个电磁铁9产生吸力等于压力传感器增加的压力，使调节弹簧继续处于压缩状态，避免调节弹簧6回弹引起载物平台2上的货物失稳；同时中央处理装置7调节后端两个电磁铁9产生斥力，使载物平台2后端上升。在上坡的过程中前端两个电磁铁9产生吸力逐渐变大，后端两个电磁铁9产生的斥力逐渐变大，在水平面运行到上坡路面的过程中，始终保持载物平台2水平。到达坡顶时前端两个电磁铁9产生吸力逐渐变小，后端两个电磁铁9产生的斥力逐渐变小，由坡面到平面的运行过程中，始终保持载物平台2水平。由坡面到平面的过程与上坡过程相反。

(d)当物流机器人在水平路面上时，载物平台2放置非均匀货物，货物重心不在平台中心上方时，四根调节弹簧6处于非等量压缩状态，压缩量不同，四个压力传感器3所测压力信息亦不同，载物平台2倾斜；为保持载物平台2水平，中央处理装置7调控四个电磁铁9产生吸力和斥力到水平状态，然后依此状态开始运行，当遇到上坡与下坡路面时，其调控过程与前述过程(b)中均匀载荷的工况类似。

实施例二

本实施例公开了一种快速响应平衡的物流机器人的调控方法，具体为运动过程货物平衡的调控方法。该调控方法具体流程如下：

步骤T1、首先确定物流机器人的尺寸与载货信息；

步骤T2、物流机器人运行，惯性测量单元实时向中央处理装置传输物流机器人实时的速度，加速度，倾角，转速等信息，中央处理装置判断实时的直行、自转和转弯等运动状态；

步骤T3、在中央处理装置确定当前时刻运动状态后，同时计算当前运动状态下，滑移与倾覆失稳的临界加速度值，并取两者最小的值作为货物发生危险的临界加速度值，作为调控加速度；

步骤T4、判断是否到达目的地，到达目的地则停止调控，否则回到步骤T2，继续该调控过程。

物流机器人运动过程中的运动平衡动力学分析与加速度调控原理如下：

物流机器人与所载货物如图7、图8所示，图中货物长宽分别为w₁，l₁，货物质量为m，重力加速度为g，货物为非均匀载荷，货物质心位置为O₁，货物质心距载物平台2中心为长度方向距离为a₀、宽度方向距离为b₀；货物质心高度为h，且均为已知量。货物与物流机器人载货平台摩擦系数为μ。在运动过程中物流机器人的载物平台2始终水平。

(1)直线运动滑移与倾倒问题

假设直行加减速时货物不滑移，即有：

对于滑移而言，

ma₁＝μmg (1)

即：a₁＝μg (2)

上式(1)、(2)中，m为货物质量，a₁为直行时货物临界滑移加速度，μ为货物与载货平台摩擦系数，g为重力加速度。

同时货物可能出现倾覆问题，有力距平衡：

mg(l₁-a₀)＝ma₂h (3)

此时发生倾覆最大的加速度为

a₂＝g(l₁-a₀)/h (4)

上式(3)、(4)中，m为货物质量，a₂为直行时货物临界倾倒加速度，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，l₁为货物宽度。

(2)原地自转滑移与倾覆问题

如图9所示为载货物流机器人自转示意图，物流机器人绕四轮中心旋转。对于自转时货物出现滑移的情况，自转角速度为ω₁，离心力与摩擦力平衡：

mω₁ ²((l₁-a₀)²+(w₁-b₀)²)^1/2＝μmg (5)

得ω₁＝(μg)^1/2/((l₁-a₀)²+(w₁-b₀)²)^1/4 (6)

上式(5)、(6)中，m为货物质量，ω₁为自转时货物临界滑移角速度，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，b₀为货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，l₁为货物宽度，w₁为货物长度。

倾倒但不滑移，自转角速度为ω₂，离心力距与摩擦力距平衡，经推导公式有：

上式(7)中，m为货物质量，ω₂为自转时货物临界滑移角速度，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，b₀为货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，w₁为货物长度。

(3)转弯时滑移与倾倒问题

如图10所示为物流机器人转弯示意图，物流机器人绕圆心O₂，做旋转运动，此时物流机器人速度分解为前进方向速度为V与自转速度ω₃，皆可直接由惯性测量单元直接测得；

OO₂＝V/ω₃ (8)

滑移问题：

μmg＝mω₃ ²R (9)

R＝[(OO₂+a₀)²+b₀ ²]^1/2 (10)

联立方程组得

上式(8)-式(11)中，m为货物质量，ω₃为旋转时自转角速度，V为旋转时前进方向线速度，R为旋转半径，OO₂为载物平台中心到旋转中心的距离，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，b₀为货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，μ为货物与载物平台摩擦系数，g为重力加速度，l₁为货物宽度，w₁为货物长度。

对于转弯时倾倒问题，物流机器人绕某一圆心，做旋转运动，O₂为旋转的圆心，此时物流机器人速度分解为前进方向速度为V与自转速度ω₄，皆可直接由惯性测量单元直接测得；

得：

上式(12)-式(14)中，m为货物质量，ω₄为旋转时自转角速度，V为旋转时前进方向线速度，OO₂为载物平台中心到旋转中心的距离，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，b₀为货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，g为重力加速度。

由以上推导得直行滑移临界加速度计算为公式(2)，直行倾覆临界加速度计算为公式(4)，自转滑移临界加速度计算为公式(6)，自转倾覆临界加速度计算为公式(7)，转弯滑移临界加速度计算为公式(11)，转弯倾覆临界加速度计算为公式(14)，作为运动调节提供理论基础。

综上所述，上述实施例中通过在载物平台与轮系之间装上套筒弹簧柔性伸缩支撑结构，并在其内部安置两块电磁铁，通过控制电磁铁之间的引力和斥力的大小转换来调节套筒的升降，从而实现载物平台的快速平衡，保证货物的安全运输。同时在保持载货平台水平的状态下，根据物流机器人实时运动状态和几何参数建立运动平衡分析，准确计算任意时刻的运动状态下货物失稳的临界加速度条件，进而实现运载货物的稳定运输。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种快速响应平衡的物流机器人，其特征在于，所述的物流机器人包括车载装置和固定在车载装置上的数据采集装置、中央处理装置和调节平衡装置，

所述的车载装置包括载物平台(2)、车架(4)、两个驱动轮和两个万向轮，所述的载物平台(2)固定于车架(4)上方，两个驱动轮和两个万向轮分别通过调节平衡装置固定于车架底部；所述的数据采集装置包括不少于4个压力传感器(3)和一个惯性测量单元(8)，每个压力传感器(3)均置于载物平台(2)和车架(4)之间，采用螺钉连接固定，用于检测载物平台(2)压力载荷变化；所述的惯性测量单元(8)安装在车架(4)上部的正中央，采用螺栓连接固定，用于检测车架(4)的倾斜情况；

所述的中央处理装置(7)包括电源和集成控制电路，集成控制电路上的输入端与数据采集装置电连接，输出端分别与调节平衡装置和电机电连接，实现信号的传递；

所述的调节平衡装置包括套筒(5)、调节弹簧(6)、电磁铁(9)和升降活塞轮杆(10)，其中，所述的套筒(5)与车架(4)采用螺栓连接固连；所述的升降活塞轮杆(10)上端活塞与套筒(5)间隙配合，可上下滑动；所述的升降活塞轮杆(10)下端与相应的驱动轮或万向轮采用螺纹连接；所述的电磁铁(9)包括套筒电磁铁和活塞电磁铁，分别采用嵌合、铆合的方式分别安装于套筒(5)与升降活塞轮杆(10)上端活塞；所述的调节弹簧(6)采用焊接的方式一端与套筒电磁铁固定，另一端与活塞电磁铁固定；

所述的中央处理装置(7)采集压力传感器(3)的实时压力信息和惯性测量单元(8)的实时平台倾角信息，然后调节电磁铁(9)的磁场方向与大小，使套筒电磁铁与活塞电磁铁间产生吸引力或排斥力，进而调节升降活塞轮杆(10)的升降，实现平台倾角的调整，从而实现载物平衡。

2.根据权利要求1所述的一种快速响应平衡的物流机器人，其特征在于，所述的载物平台(2)和车架(4)都是矩形的承载板，两个驱动轮和两个万向轮固定于车架底部的四个顶角。

3.根据权利要求1所述的一种快速响应平衡的物流机器人，其特征在于，每个驱动轮包括驱动轮架(11)、轮子(12)和电机(13)，所述的电机(13)通过螺钉紧固于驱动轮架(11)上，与轮子(12)相连，用于驱动轮子(12)转动。

4.根据权利要求2所述的一种快速响应平衡的物流机器人，其特征在于，所述的压力传感器(3)的数量为4个，每个压力传感器(3)均置于载物平台(2)和车架(4)之间。

5.根据权利要求1所述的一种快速响应平衡的物流机器人，其特征在于，所述的升降活塞轮杆(10)上端活塞与套筒(5)间隙配合，所述的升降活塞轮杆(10)下端与驱动轮架(11)采用螺纹连接，可上下滑动调节轮子(12)的高度。

6.一种快速响应平衡的物流机器人的调控方法，其特征在于，所述的调控方法包括载物平台实时快速水平调节和运动加速度调节，

其中，所述的载物平台实时快速水平调节包括以下步骤：

S1、物流机器人的中央处理装置(7)根据惯性测量单元(8)检测平台倾角，并依据压力传感器(3)的压力数据，在物流机器人载货上坡时，调节车架(4)前端两个电磁铁(9)磁力，使载物平台(2)前端降低，同时调节车架(4)后端两个电磁铁(9)磁力，使载物平台(2)后端上升，载物平台在四组电磁铁与调节弹簧共同作用下，始终保持水平；当上坡到平台顶部时，倾角减小，中央处理装置(7)调节载物平台(2)前端升高，后端降低，继续保持载物平台(2)水平；

S2、物流机器人的中央处理装置(7)根据惯性测量单元(8)检测平台倾角，并依据压力传感器(3)的压力数据，在物流机器人载货下坡时，调节车架(4)前端两个电磁铁(9)磁力，使载物平台(2)前端升高，同时调节车架(4)后端两个电磁铁(9)磁力，使载物平台(2)后端下降，整个载物平台在四组电磁铁与调节弹簧的作用下，始终保持水平；当下坡到底部水平路面时，倾角减小，中央处理装置(7)调节载物平台(2)前端降低，后端升高，继续保持载物平台(2)水平；

S3、对于质量不均匀的货物，惯性测量单元(8)检测到载物平台(2)有一定倾角，物流机器人的中央处理装置(7)调节四组电磁铁和调节弹簧的伸缩高度，维持载货平台的平衡，调节平衡后再起步运行；

其中，所述的载物平台实时快速运动加速度调节包括以下步骤：

T1、根据装载情况，确定物流机器人尺寸，并作为原始数据参数输入中央处理装置(7)；

T2、依据惯性测量单元(8)测量信息，由中央处理装置(7)判断物流机器人的直行、转弯、旋转在内的运动状态；

T3、中央处理装置(7)准确计算直行、自转和转弯状态下不发生货物失稳的临界倾覆加速度值和临界滑移加速度值，在此货物装载情况下，直行时临界滑移加速度值为a₁，直行时临界倾覆加速度值为a₂；自转时临界滑移加速度值为ω₁，自转时临界倾倒加速度值为ω₂，转弯时临界滑移加速度值为ω₃，转弯时临界倾倒加速度值为ω₄；

T4、依据货物装载参数信息，判断货物临界倾覆加速度与货物临界滑移加速度的大小，中央处理装置(7)选取最小的加速度值作为运动平衡的货物临界加速度，以保证货物运输的安全性；

T5、继续回到步骤T2，继续判断物流机器人的运动状态与各状态下货物失稳货物临界条件，直至物流机器人到达目的地运行停止。

7.根据权利要求6所述的一种快速响应平衡的物流机器人运动加速度调节方法，其特征在于，所述的直行时货物临界滑移加速度值a₁的计算式为：a₁＝μg，式中，μ为货物与载货平台摩擦系数，g为重力加速度；

所述的直行时货物临界倾覆加速度值a₂的计算式为：

a₂＝g(l₁-a₀)/h，

式中，a₀为重心偏离载货平台的长度距离，h为货物重心距载货平台高度，l₁为货物宽度；

所述的自转时临界滑移加速度值ω₁计算式为：

ω₁＝(μg)^1/2/((l₁-a₀)²+(w₁-b₀)²)^1/4，

式中，a₀为货物重心偏离载货平台在长度方向的距离，h为货物重心距载货平台高度，b₀货物重心偏离载货平台在宽度方向的距离；w₁为货物长度；

所述的自转时临界倾倒加速度值ω₂计算式为：

所述的转弯时临界滑移加速度值ω₃计算式为：

式中，OO₂为载物平台中心到旋转中心的距离；

所述的转弯时临界倾倒加速度值ω₄计算式为：

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