一種移動裝置、移動裝置控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動裝置，尤其是用來承載負載的移動裝置以及該移動裝置的控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一些機器人設備中，直接將負載固定在底盤上，通過底盤運動帶動負載運動。此種機器人設備中，負載活動受限，不夠靈活，只能在水平方向隨底盤轉(zhuǎn)動；且底盤受到的振動，會直接影響負載的穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于以上內(nèi)容，有必要提出一種移動裝置，能夠承載負載，并增強負載的靈活性與穩(wěn)定性。
[0004]另外，還有必要提出一種移動裝置控制系統(tǒng)及控制方法，能夠控制上述移動裝置。
[0005]一種移動裝置，包括底盤、云臺及感測元件，所述底盤與所述云臺連接，所述感測元件用于測量所述云臺與底盤之間的相對偏移信息，當所述云臺轉(zhuǎn)動時，所述底盤根據(jù)所述相對偏移信息運動從而使所述底盤與云臺之間的相對偏移量滿足預設條件。
[0006]一種上述移動裝置的控制系統(tǒng)，包括:獲取模塊，用于獲取移動動裝置的云臺與底盤之間的相對偏移信息；控制模塊，用于根據(jù)所述相對偏移信息，控制所述底盤運動，使所述底盤與云臺之間的相對偏移量滿足預設條件。
[0007]一種上述移動裝置的控制方法，包括:獲取的移動動裝置的云臺與底盤之間的相對偏移信息；及根據(jù)所述相對偏移信息，控制所述底盤運動，使所述底盤與云臺之間的相對偏移量滿足預設條件。
[0008]相較于現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明提供的移動裝置及其控制系統(tǒng)與方法能夠?qū)崿F(xiàn)云臺的靈活運動，且降低了底盤振動對負載的影響。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明移動裝置較佳實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明移動裝置較佳實施例中云臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明移動裝置較佳實施例的系統(tǒng)架構(gòu)實例圖。
[0012]圖4是本發(fā)明移動裝置較佳實施例中的信號控制回路。
[0013]圖5是本發(fā)明移動裝置的控制系統(tǒng)第一較佳實施例的示意圖。
[0014]圖6是本發(fā)明移動裝置的控制系統(tǒng)第二較佳實施例的示意圖。
[0015]圖7是本發(fā)明移動裝置的控制方法第一較佳實施例的流程圖。
[0016]圖8是本發(fā)明移動裝置的控制方法第二較佳實施例的流程圖。
[0017]主要元件符號說明
[0018]移動裝置100
[0019]底盤I
[0020]輪子10
[0021]云臺2
[0022]俯仰軸20
[0023]航向軸21
[0024]俯仰軸驅(qū)動件22
[0025]航向軸驅(qū)動件23
[0026]感測元件3
[0027]發(fā)射機構(gòu)4
[0028]慣性量測傳感器5
[0029]控制器6
[0030]控制系統(tǒng)200
[0031]檢測模塊203
[0032]獲取模塊201
[0033]控制模塊202
[0034]如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0035]參閱圖1所示，是本發(fā)明移動裝置的較佳實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0036]在本實施例中，移動裝置100包括底盤1、云臺2及感測元件3。其中，所述云臺2包括俯仰軸20以及航向軸21。所述云臺2的航向軸21連接底盤1，及云臺2的俯仰軸20可以承載一個負載，如發(fā)射機構(gòu)4。
[0037]可以理解，所述云臺2也可以承載其他負載，如攝像機、超聲波測量設備等。
[0038]云臺2的俯仰軸20可以通過一個鎖緊部件(未圖示)固定發(fā)射機構(gòu)4，以及云臺2的航向軸21可以通過一個底盤固定座(未圖示)與底盤I連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，云臺2俯仰軸20以及航向軸21也可以通過其他方式與發(fā)射機構(gòu)4以及底盤I連接。
[0039]同時參閱圖2，所述云臺2的俯仰軸20包括驅(qū)動件22，以及航向軸21包括驅(qū)動件23。所述驅(qū)動件22及23分別包括定子及轉(zhuǎn)子。驅(qū)動件22的定子與發(fā)射機構(gòu)4連接，以及驅(qū)動件22的轉(zhuǎn)子與所述云臺2連接。所述驅(qū)動件23的定子與所述底盤I連接，所述驅(qū)動件23的轉(zhuǎn)子與所述云臺2連接。所述驅(qū)動件22及23透過其定子與轉(zhuǎn)子可分別驅(qū)動云臺2所承載的發(fā)射機構(gòu)4進行俯仰運動以及偏航運動。本實施例中，所述俯仰運動的俯仰角度可以為O?180度，以及偏航運動的偏航角度可以為O?360度。本實施例中，所述驅(qū)動件42為無刷電機?？梢岳斫獾氖?，所述驅(qū)動件42也可為有刷電機或馬達等，而并不限于本實施例。
[0040]所述感測元件3可以安裝在云臺2的航向軸驅(qū)動件23中，用以測量云臺2與底盤I之間的實際相對偏移信息，如相對偏移角度和/或相對偏移速度。本實施方式中，所述感測元件3為角度量測傳感器，且包括但不限于絕對編碼器、增量式編碼器、磁編碼器等。
[0041]額外地或者附加地，本發(fā)明所述移動裝置100還包括一個慣性量測傳感器5。該慣性量測傳感器5可以與發(fā)射機構(gòu)4連接，用于量測發(fā)射機構(gòu)4的實際俯仰角度以及偏航角度。所述慣性量測傳感器5包括，但不限于加速度計、陀螺儀、磁力計等。
[0042]本發(fā)明所述移動裝置100還包括一個控制器6。所述控制器6是移動裝置100的控制中心，其可以是中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)。所述控制器6可以安裝于移動裝置100的任何位置。
[0043]所述控制器6可以根據(jù)感測元件3量測的云臺2與底盤I之間的實際相對偏移信息，控制底盤I運轉(zhuǎn)，以使云臺2與底盤I之間的相對偏移量滿足預設條件，如控制云臺2與底盤I之間的相對偏移角度達到預設的偏移角度，或控制二者之間的相對偏移速度達到預設值。
[0044]參閱如圖3所示，移動裝置100在靜止狀態(tài)下，其中的發(fā)射機構(gòu)4的正前位置與底盤I的正前位置是一致的。因此，云臺2與底盤I之間的相對偏移角度為O。因此，本實施例中，所述預設條件為使底盤I與云臺2之間的相對偏移角度和相對偏移速度為O。故當所述底盤I在運轉(zhuǎn)時，控制器6控制底盤I的驅(qū)動元件，如輪子10運轉(zhuǎn)，使所述底盤I追隨所述云臺2運動。當相對偏移角度越大，為盡快縮小二者之間的角度差，底盤I的運動速度越快；反之，相對偏移角度越小，底盤I的運動速度則越慢。
[0045]進一步地，所述控制器6還可以根據(jù)慣性量測傳感器5量測的發(fā)射機構(gòu)4的俯仰角度以及偏航角度，控制云臺2的俯仰軸驅(qū)動件22以及航向軸驅(qū)動件23轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)發(fā)射機構(gòu)4的仰角度以及偏航角度，使其達到預設的俯仰角度以及偏航角度。
[0046]參閱圖4所示，是本發(fā)明移動裝置100的較佳實施例中的信號控制回路。首先，用戶通過預設的手段向控制器6輸入預設的數(shù)據(jù)，如發(fā)射機構(gòu)4的預設的俯仰角度以及偏航角度，以及云臺2與底盤I之間的預設的相對偏移角度及/或相對偏移速度。所述預設的手段可以包括通過控制器6的一個輸入單元輸入，或者通過一個遙控器向該控制器6的一個通訊接口發(fā)送信號?？刂破?在接收到上述數(shù)據(jù)之后，控制云臺2的俯仰軸驅(qū)動件22以及航向軸驅(qū)動件23運動，以驅(qū)動云臺2所承載的發(fā)射機構(gòu)4進行俯仰運動以及偏航運動。在發(fā)射機構(gòu)4進行俯仰運動以及偏航運動時，慣性量測傳感器5實時量測發(fā)射機構(gòu)4的實際俯仰角度以及偏航角度，并將該發(fā)射機構(gòu)4的實際俯仰角度以及偏航角度反饋給控制器6，控制器6根據(jù)所述發(fā)射機構(gòu)4的實際俯仰角度以及偏航角度，繼續(xù)控制云臺2的俯仰軸驅(qū)動件22以及航向軸驅(qū)動件23轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)發(fā)射機構(gòu)4的俯仰角度以及偏航角度，使其達到預設的俯仰角度以及偏航角度。同時，控制器6在控制云臺2的俯仰軸驅(qū)動件22以及航向軸驅(qū)動件23運動時，安裝在航向軸驅(qū)動件23內(nèi)的感測元件3將云臺2與底盤I之間的相對偏移角度數(shù)據(jù)回饋給控制器6，控制器6根據(jù)該相對偏移角度實時控制底盤I運轉(zhuǎn)，以使云臺2與底盤I之間的相對偏移量滿足預設值。如使相對偏移角度小于預定值和/或相對偏于速度小于預設值。
[0047]請閱圖5，所示為本發(fā)明移動裝置的較佳實施例的控制系統(tǒng)示意圖。所述控制系統(tǒng)200包括:
[0048]獲取模塊201，用于獲取所述移動裝置100的云臺2與底盤I之間的相對偏移信息;
[0049]控制模塊202，用于根據(jù)所述相對偏移信息，控制所述底盤I運動，使所述底盤I與云臺2之間的相對偏移量滿足預設條件。
[0050]其中，所述獲取模塊201可以用于實時獲取所述云臺2與底盤I之間的相對偏移信息，包括相對偏移角度及/或相對偏移速度。本實施方式中，所述控制模塊202用于控制所述底盤I跟隨所述云臺2運動，以使所述相對偏移角度和所述相對偏移速度趨近于0，也可以用于控制所述相對偏移角度和所述相對偏移速度保持預定值。
[0051]此外，所述控制模塊202也可以用于控制云臺2的俯仰軸20及/或航向軸21轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述負載進行俯仰運動及/或偏航運動，并根據(jù)實時獲取的所述負載的實際俯仰角度以及偏航角度，控制所述負載達到預設的俯仰角度及/或偏航角度。
[0052]請一并參閱圖6，所述控制系統(tǒng)200還可以包括檢測模塊203，用于檢測所述移動裝置100的云臺2與底盤I之間是否發(fā)生相對偏移，若發(fā)生偏移，則所述獲取模塊201獲取相對偏移信息。
[0053]所述檢測模塊203通過實時或定時檢測所述云臺2與底盤I的相對偏移信息。
[0054]參閱圖7所示，是本發(fā)明移動裝置的控制方法的較佳實施例流程圖。根據(jù)不同的需求，圖7所示控制方法中，步驟的執(zhí)行順序可以改變，某些步驟可以省略，而并不限于圖7所示的步驟及順序。
[0055]步驟S301:獲取移動裝置100的云臺2與底盤I之間的相對偏移信息；
[0056]步驟S302: