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专利号: 2018112402155
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种红外置顶循迹的井下无人驾驶蓄电池无轨胶轮车,包括感知系统、控制系统、执行系统及车身,其特征在于:

感知系统包括激光雷达传感器(1)、第一左超声波传感器(2)、第一右超声波传感器(3)、红外传感器(4)、第二左超声波传感器(5)、第二右超声波传感器(6)、第三左超声波传感器(7)、第三右超声波传感器(8)、左速度传感器(9)、右速度传感器(10)和后超声波传感器(11),激光雷达传感器(1)、后超声波传感器(11)分别设置在车身的前后两端,第一左超声波传感器(2)、第一右超声波传感器(3)分别设置在车身的前轮左右两侧翼子板上,第二左超声波传感器(5)、第二右超声波传感器(6)分别设置在车身的前车门中部位置上,第三左超声波传感器(7)、第三右超声波传感器(8)分别设置在车身的后车门中部位置上,左速度传感器(9)、右速度传感器(10)分别设置在前轮内轴左右两端,红外传感器(4)设置在车身顶部;

控制系统包括PLC、显示器、稳压电路、整车控制器和驱动电路,PLC与整车控制器电连接,显示器与PLC电连接,稳压电路和驱动电路均与整车控制器电连接;

执行系统包括蓄电池、电动机、转向电机、助力电机、转向拉杆和液压泵,蓄电池与电动机电连接,蓄电池与稳压电路电连接,转向电机与助力电机电连接,助力电机与转向拉杆机械耦合连接,驱动电路分别与电动机、转向电机电连接,液压泵与整车控制器电连接;

感知系统中各传感器均与PLC电连接。

2.根据权利要求1所述的一种红外置顶循迹的井下无人驾驶蓄电池无轨胶轮车,其特征在于,所述的红外传感器(4)数量有六个,六个红外传感器(4)以300mm等间距呈直线排列,与车辆驱动桥平行,且相对于车身顶部的中心对称。

3.根据权利要求1所述的一种红外置顶循迹的井下无人驾驶蓄电池无轨胶轮车,其特征在于,还包括黑色轨迹带(12),黑色轨迹带(12)设置在巷道顶两侧,黑色轨迹带(12)宽度为400mm的。

4.一种无轨胶轮车行驶控制方法,其特征在于,所述无轨胶轮车行驶模式分为六种;分别为直行模式,避障模式,右转弯模式,左转弯模式,死路模式,停车模式;

无轨胶轮车行驶路径中没有障碍物时激光雷达传感器(1)输出在PLC的状态为0,激光雷达传感器(1)检测到障碍物距离在10m内则状态为1,障碍物距离在5m内则状态为2;

超声波传感器检测到对应方向在0.4m到0.6m内有障碍物时,状态均为0,超声波传感器检测到0.4m以内有障碍物时状态为1,若检测到障碍物在0.6m以外时状态为2;

以激光雷达传感器(1)、第一左超声波传感器(2)、第一右超声波传感器(3)、第二左超声波传感器(5)、第二右超声波传感器(6)、第三左超声波传感器(7)、第三右超声波传感器(8)为排列顺序作为一个输入PLC中的信号组;

当上述信号组为0202020且顶部红外传感器(4)信号处于中间部位时,此时车辆处于直行模式;

当上述信号组由0202020先变为1202020再变为2202020,且顶部红外传感器(4)信号处于中间部位时,此时车辆进入避障模式:转向电机转动使前轮左转直到信号组变为

0020202,完成车辆的变道,2s后转向电机转动并根据顶部红外传感器(4)信号完成车辆的回正,在信号组为0020202情况下继续直行,直到右侧超声波传感器从车头到车尾的状态依次由2变0再变为2,最后信号组为0020202时转向电机转动使前轮右转,使车辆返回原车道;

直到信号组变为0202020后,转向电机再反向转动完成车辆的回正,回到直行模式;

当上述信号组由0202020变为2222020且顶部右侧两个红外传感器(4)接收不到反射回的红外线,此时车辆进入右转弯模式:转向电机转动使前轮右转,2s完成车辆的转弯;经过右侧超声传感器陆续由0变2再变回0,最后信号组变为0202020且顶部红外传感器(4)信号居中,车辆继续行驶回到直行模式;

当上述信号组由0202020变为2222020且顶部左侧两个红外传感器(4)接收不到反射回的红外线,此时车辆进入左转弯模式:转向电机转动使前轮左转,2s完成车辆的转弯;经过左侧超声传感器陆续由0变2再变回0,最后信号组变为0202020且顶部红外传感器(4)信号居中,车辆继续行驶回到直行模式;

当上述信号组由0202020先变为1202020再变为2202020且顶部红外传感器信号仍处于正中部位时,此时进入避障模式:转向电机转动使前轮左转直到信号组变为0020202,完成车辆的变道,2s后转向电机反向转动并根据顶部红外传感器信号完成车辆的回正,若此时信号组为2020202,则进入死路模式车辆减速制动停车;

当上述信号组由0202020先变为1202020再变为2202020且顶部红外传感器(4)信号全部收到反射信号时确定此时到达黑色轨迹线全覆盖的终点,也是任务终点,进入停车模式车辆减速停车。