本實(shí)用新型涉及一種適于復(fù)雜路面且可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)彎半徑的運(yùn)載裝置，屬于運(yùn)載控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科技水平的提高，萬(wàn)向輪越來(lái)越多地被應(yīng)用到許多用品上，比如椅子、行李箱等。這些用品加上萬(wàn)向輪后，其運(yùn)動(dòng)變得更加靈活，方便了人們的使用。例如，椅子加上萬(wàn)向輪后能夠任意轉(zhuǎn)向，行李箱加上萬(wàn)向輪后，其轉(zhuǎn)向更加靈活，使用者更加省力。再例如，一些運(yùn)輸物品的推車(chē)加上萬(wàn)向輪后，推車(chē)可在狹小的空間內(nèi)靈活轉(zhuǎn)向，從而降低了使用限制。通常情況下，輪子越多，承重能力和對(duì)路面的適應(yīng)能力便會(huì)越強(qiáng)。在現(xiàn)今生活中經(jīng)常見(jiàn)到的有六輪、八輪甚至更多的設(shè)計(jì)，但是承重能力和路面適應(yīng)能力并不會(huì)因輪子的增多而呈比例的提升。從實(shí)際使用情況來(lái)看，目前已有的安裝了萬(wàn)向輪的推車(chē)存在如下缺點(diǎn)：第一，很多推車(chē)只能朝單一方向運(yùn)動(dòng)，或者轉(zhuǎn)向不靈活，無(wú)法在狹窄地域使用。第二，行駛受路面狀況限制，無(wú)法在復(fù)雜、較大坡度的路面運(yùn)行。第三，大多推車(chē)沒(méi)有設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，僅依靠人來(lái)操作，自動(dòng)化程度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種適于復(fù)雜路面、可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)彎半徑的運(yùn)載裝置，其可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退及任意轉(zhuǎn)彎半徑的行駛，行進(jìn)靈活，適于在狹窄等不同地域使用，可實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜不平、較大坡度的路面行駛。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種適于復(fù)雜路面、可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)彎半徑的運(yùn)載裝置，其特征在于：它包括運(yùn)載平臺(tái)，運(yùn)載平臺(tái)底部前端安裝有一排前車(chē)輪，后端安裝有至少一排后車(chē)輪，其中：一排前車(chē)輪包括同軸設(shè)置的至少兩個(gè)前車(chē)輪，前車(chē)輪為水平方向不能轉(zhuǎn)動(dòng)、只能前進(jìn)和后退的定向輪，采用速度與轉(zhuǎn)矩混合控制算法控制的各前車(chē)輪各自設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，所有驅(qū)動(dòng)裝置與總控制器相連；各排后車(chē)輪包括至少一個(gè)后車(chē)輪，后車(chē)輪為水平方向可轉(zhuǎn)動(dòng)以及能前進(jìn)和后退的萬(wàn)向輪。

當(dāng)一排后車(chē)輪包括兩個(gè)以上所述后車(chē)輪時(shí)，各所述后車(chē)輪之間同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括與所述前車(chē)輪連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與無(wú)級(jí)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器連接。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括機(jī)械制動(dòng)器。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，所述運(yùn)載平臺(tái)頂部前端可安裝有操縱桿，操縱桿上安裝有手動(dòng)操作面板，手動(dòng)操作面板的信號(hào)端口與所述總控制器的相應(yīng)信號(hào)端口連接。

另外，各所述后車(chē)輪可各自設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置，采用單向扭矩控制算法控制所述后車(chē)輪在水平方向上的行進(jìn)方位的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)端口與總控制器的相應(yīng)信號(hào)端口連接，其中：轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置包括與所述后車(chē)輪旋轉(zhuǎn)安裝在所述運(yùn)載平臺(tái)底部的旋轉(zhuǎn)桿連接的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與實(shí)時(shí)控制轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器連接。所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)桿相連的部位設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置借由對(duì)前、后車(chē)輪的特殊設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退以及任意轉(zhuǎn)彎半徑的行駛，轉(zhuǎn)向靈活，適于在狹窄地域使用。

2、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置借由車(chē)輪直接獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜不平、較大坡度的路面行駛，不受路面狀況限制。

3、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置可以實(shí)現(xiàn)載人、載物功能，承載能力強(qiáng)，在大載重、偏重心情形下也可平穩(wěn)運(yùn)行。

4、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置設(shè)計(jì)有方便使用者的操縱桿，可控性好，另外也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的遙控控制，可根據(jù)不同場(chǎng)合和需求來(lái)靈活選擇操作方式。

5、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，操作便捷，運(yùn)行穩(wěn)定性高，易于維修，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第一實(shí)施例的立體示意圖。

圖2是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第一實(shí)施例中的前、后車(chē)輪在運(yùn)載平臺(tái)底部的排布示意圖。

圖3是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。

圖4是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第二實(shí)施例的立體示意圖。

圖5是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第二實(shí)施例中的前、后車(chē)輪在運(yùn)載平臺(tái)底部的排布示意圖。

圖6是本實(shí)用新型運(yùn)載裝置第二實(shí)施例的側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6所示，本實(shí)用新型適于復(fù)雜路面、可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)彎半徑的運(yùn)載裝置包括運(yùn)載平臺(tái)10，運(yùn)載平臺(tái)10底部前端安裝有一排前車(chē)輪，運(yùn)載平臺(tái)10底部后端安裝有至少一排后車(chē)輪，其中：一排前車(chē)輪包括同軸設(shè)置的至少兩個(gè)前車(chē)輪20，即一排前車(chē)輪中的所有前車(chē)輪20處于同一軸線(xiàn)上，此處并不是說(shuō)各前車(chē)輪20使用同一個(gè)車(chē)軸連接，前車(chē)輪20為水平方向不能轉(zhuǎn)動(dòng)、只能前進(jìn)和后退的定向輪(即單個(gè)前車(chē)輪20無(wú)法轉(zhuǎn)向)，采用速度與轉(zhuǎn)矩混合控制算法控制的各前車(chē)輪20(即定向輪)各自設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置50，所有驅(qū)動(dòng)裝置50與總控制器60相連；各排后車(chē)輪包括至少一個(gè)后車(chē)輪30，后車(chē)輪30為水平方向可轉(zhuǎn)動(dòng)以及能前進(jìn)和后退的萬(wàn)向輪。

在實(shí)際應(yīng)用中，較佳地，當(dāng)一排后車(chē)輪包括兩個(gè)以上后車(chē)輪30時(shí)，各后車(chē)輪30之間同軸設(shè)置，即各后車(chē)輪30處于同一軸線(xiàn)上，此處并不是說(shuō)各后車(chē)輪30使用同一個(gè)車(chē)軸連接。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，前、后車(chē)輪20、30各自的數(shù)量、排布形式，可根據(jù)路面狀況、載荷要求等因素來(lái)綜合考慮確定，并不受限制。圖1至圖3示出了1排4個(gè)前車(chē)輪20和兩排且各排2個(gè)后車(chē)輪30的排布形式，圖4至圖6示出了1排2個(gè)前車(chē)輪20和1排2個(gè)后車(chē)輪30的排布形式。

具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，當(dāng)一排后車(chē)輪30僅設(shè)計(jì)有一個(gè)萬(wàn)向輪時(shí)，此萬(wàn)向輪(后車(chē)輪30)應(yīng)位于運(yùn)載平臺(tái)10的對(duì)稱(chēng)軸L上。當(dāng)一排后車(chē)輪設(shè)計(jì)有多個(gè)萬(wàn)向輪時(shí)，所有萬(wàn)向輪應(yīng)基于對(duì)稱(chēng)軸L對(duì)稱(chēng)間隔分布。同理，一排前車(chē)輪的所有定向輪也是基于對(duì)稱(chēng)軸L對(duì)稱(chēng)間隔分布的?？傊?、后車(chē)輪20、30的排布應(yīng)視結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定性等因素來(lái)綜合設(shè)計(jì)，此為本領(lǐng)域的熟知技術(shù)，不受上述限制。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)裝置50可包括與前車(chē)輪20連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的信號(hào)控制端口與無(wú)級(jí)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的相應(yīng)信號(hào)端口連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的相應(yīng)信號(hào)端口與總控制器60的相應(yīng)信號(hào)傳送端口連接。

需要提及的是，在本實(shí)用新型中，每個(gè)前車(chē)輪20設(shè)計(jì)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置50，即每個(gè)前車(chē)輪20設(shè)計(jì)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型中的每個(gè)前車(chē)輪20直接受驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且每個(gè)前車(chē)輪20各自的運(yùn)行是獨(dú)立控制的。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)可為輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)裝置50還可包括機(jī)械制動(dòng)器。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置設(shè)計(jì)為低速運(yùn)行時(shí)，則前車(chē)輪20僅采用電制動(dòng)即可。當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置設(shè)計(jì)為高速運(yùn)行時(shí)，則前車(chē)輪20采用機(jī)電聯(lián)合制動(dòng)，即在電制動(dòng)基礎(chǔ)上，使用機(jī)械制動(dòng)器對(duì)前車(chē)輪20的停止/運(yùn)行進(jìn)行機(jī)械式控制。

如圖1至圖6，本實(shí)用新型運(yùn)載裝置的運(yùn)載平臺(tái)10的頂部前端可安裝有操縱桿40，操縱桿40上安裝有手動(dòng)操作面板，手動(dòng)操作面板的信號(hào)端口與總控制器60的相應(yīng)信號(hào)端口連接。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，運(yùn)載平臺(tái)10上可安裝有能與遙控器無(wú)線(xiàn)通訊的遙控信號(hào)收發(fā)裝置(圖中未示出)，遙控信號(hào)收發(fā)裝置的信號(hào)收發(fā)端口與總控制器60的相應(yīng)信號(hào)端口連接。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，針對(duì)手動(dòng)操作方式和遙控控制方式的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型運(yùn)載裝置應(yīng)設(shè)計(jì)有手動(dòng)/遙控轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(圖中未示出)。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，后車(chē)輪30可以不設(shè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或設(shè)計(jì)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)設(shè)計(jì)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，具體來(lái)說(shuō)，各后車(chē)輪30(即萬(wàn)向輪)各自設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置，采用單向扭矩控制算法控制后車(chē)輪30在水平方向上的行進(jìn)方位(在本實(shí)用新型中，行進(jìn)方位也可稱(chēng)為行進(jìn)角度)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)端口與總控制器60的相應(yīng)信號(hào)端口連接，也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置用于將后車(chē)輪30在某一時(shí)刻或時(shí)間段內(nèi)控制在某一個(gè)固定角度上，使其保持此固定角度運(yùn)行。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置可包括與后車(chē)輪30旋轉(zhuǎn)安裝在運(yùn)載平臺(tái)10底部的旋轉(zhuǎn)桿(圖中未標(biāo)出)連接的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的信號(hào)控制端口與實(shí)時(shí)控制轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的相應(yīng)信號(hào)端口連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的相應(yīng)信號(hào)端口與總控制器60的相應(yīng)信號(hào)傳送端口連接。

轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須為輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)與旋轉(zhuǎn)桿相連的部位設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置、總控制器等由電源70來(lái)供電，電源70可采用鋰離子蓄電池。

在本實(shí)用新型中，總控制器60對(duì)各驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行分布式控制。

在使用時(shí)，本實(shí)用新型運(yùn)載裝置可手動(dòng)操作或遙控控制。當(dāng)手動(dòng)操作時(shí)，使用者通過(guò)操縱桿40輸入前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、停止等命令以及轉(zhuǎn)彎角度參數(shù)，從而駕駛本實(shí)用新型運(yùn)載裝置行進(jìn)。當(dāng)遙控控制時(shí)，使用者通過(guò)遙控器控制本實(shí)用新型運(yùn)載裝置呈無(wú)人駕駛狀態(tài)行進(jìn)(涉及前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、停止等命令以及轉(zhuǎn)彎角度參數(shù)設(shè)置)。

下面描述本實(shí)用新型運(yùn)載裝置的控制方法，它包括：

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置前進(jìn)時(shí)，控制所有前車(chē)輪20以相同速度向前進(jìn)方向運(yùn)行；

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置后退時(shí)，控制所有前車(chē)輪20以相同速度向后退方向運(yùn)行；

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置轉(zhuǎn)彎時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向和轉(zhuǎn)彎半徑(轉(zhuǎn)彎半徑可通過(guò)輸入的轉(zhuǎn)彎角度計(jì)算得出)，基于速度與轉(zhuǎn)矩混合控制算法(熟知算法)控制各前車(chē)輪20以不同速度運(yùn)行，其中，處于轉(zhuǎn)彎外側(cè)的前車(chē)輪20至處于轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的前車(chē)輪20的速度逐步減小。

另外當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置需要停止時(shí)，采用電制動(dòng)或機(jī)電聯(lián)合制動(dòng)方式控制所有前車(chē)輪20停止運(yùn)行。

另外，本實(shí)用新型運(yùn)載裝置還有一種控制方法，它包括：

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置前進(jìn)時(shí)，控制所有前車(chē)輪20以相同速度向前進(jìn)方向運(yùn)行，并基于單向扭矩控制算法(熟知算法)控制各后車(chē)輪30的行進(jìn)方位處于前進(jìn)方向上；

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置后退時(shí)，控制所有前車(chē)輪20以相同速度向后退方向運(yùn)行，并基于單向扭矩控制算法(熟知算法)控制各后車(chē)輪30的行進(jìn)方位處于后退方向上；

當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置轉(zhuǎn)彎時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向和轉(zhuǎn)彎半徑(轉(zhuǎn)彎半徑可通過(guò)輸入的轉(zhuǎn)彎角度計(jì)算得出)，基于速度與轉(zhuǎn)矩混合控制算法(熟知算法)控制各前車(chē)輪20以不同速度運(yùn)行，其中，處于轉(zhuǎn)彎外側(cè)的前車(chē)輪20至處于轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的前車(chē)輪20的速度逐步減小，并且基于單向扭矩控制算法控制各后車(chē)輪30的行進(jìn)方位朝向轉(zhuǎn)彎方向且跟隨轉(zhuǎn)彎過(guò)程中本實(shí)用新型運(yùn)載裝置轉(zhuǎn)彎角度的實(shí)時(shí)改變而實(shí)時(shí)變化。

另外當(dāng)本實(shí)用新型運(yùn)載裝置需要停止時(shí)，采用電制動(dòng)或機(jī)電聯(lián)合制動(dòng)方式控制所有前車(chē)輪20停止運(yùn)行，以及采用電制動(dòng)方式停止對(duì)所有后車(chē)輪30的運(yùn)行控制。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置借由對(duì)前、后車(chē)輪的特殊設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退以及任意轉(zhuǎn)彎半徑的行駛，轉(zhuǎn)向靈活，適于在狹窄地域使用。

2、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置借由車(chē)輪直接獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜不平、較大坡度的路面行駛，不受路面狀況限制。

3、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置可以實(shí)現(xiàn)載人、載物功能，承載能力強(qiáng)，在大載重、偏重心情形下也可平穩(wěn)運(yùn)行。

4、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置設(shè)計(jì)有方便使用者的操縱桿，可控性好，另外也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的遙控控制，可根據(jù)不同場(chǎng)合和需求來(lái)靈活選擇操作方式。

5、本實(shí)用新型運(yùn)載裝置結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，操作便捷，運(yùn)行穩(wěn)定性高，易于維修，成本低。

以上所述是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。