[发明专利]一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置和方法，该装置包括安装在主车上端面几何中心的三维位移测量装置，安装在主车和从车之间的连接杆，安装在从车上端面几何中心的固定座。三维位移测量装置由两个直线位移传感器和一个角位移传感器组成，其中X向位移传感器获取连接杆在X方向位置变化，Y向位移传感器获取连接杆在Y方向位置变化，角位移传感器获取连接杆的角度变化。当主车和从车由于运动在X、Y向和角度上产生ΔX、ΔY、Δθ偏差后，三维位移测量装置测量出偏差变化并发送给从车；从车接受ΔX、ΔY、Δθ调整机器人位置实现和主车在位置上、距离上、速度上的一致。

技术领域

本发明属于机器人双车协同运行领域，具体来说，涉及一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动测量装置和方法。

背景技术

Mecanum轮式全方位移动机器人在运输小型的工件和物料灵活、方便，但是对于体型超长或较重的零部件，就需要多个Mecanum轮式全方位移动机器人协调配合才能实现货物搬运，因此多Mecanum轮式全方位移动机器人编队控制在工业现场得到了广泛的应用。

多机器人编队控制是多机器人系统中的一种常见协作问题，是指多个机器人在到达目标的过程中，既要保持某种队形，同时又要适应环境约束的控制技术。由于多机器人编队可以弥补单机器人在解决问题所需知识、能力、资源或信息不足的缺点，同时多机器人编队又可以增强系统的快速性和可靠性，提高完成任务的质量，能够最大限度的的利用有限资源，增强系统的灵活性等特点，这样的特点使多移动机器人编队控制在军事、工业、野外作业与救援、机器人足球大赛等领域有着广泛的应用。

现实生活中，有许多任务是难以由一个人单独完成的，例如：较长的杆状物体或者质量较重的块状物体通常需要两个人或者更多人共同搬运。同样，当采用Mecanum轮式全方位移动机器人代替人类完成这些较长或质量较重物体的搬运工作时，通常也需要同样数量的Mecanum轮式全方位移动机器人进行有效合作，共同搬运这些物体。多Mecanum轮式全方位移动机器人合作搬运物体的问题实际上是一个具有约束条件的多全方位移动机器人系统的队形保持问题，要求参与搬运工作的每个Mecanum轮式全方位移动机器人的空间相对位置保持不变，即要求每个搬运机器人必须具有相同的运动速度和运动方向。

发明内容

技术问题：本发明提供一种通过运动调整实现从车和主车在距离、角度、位置上的一致的用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置。本发明同时提供一种基于上述装置的Mecanum轮机器人双车协同运动方法。

技术方案：本发明的用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置，包括安装固定在主车上端面几何中心的三维位移测量装置、安装在主车和从车之间的连接杆、安装在从车上端面几何中心的固定座，所述连接杆一端固定连接在三维位移测量装置上，连接杆另一端连接在固定座上，所述三维位移测量装置包括与主车车身宽X方向平行的X向位移传感器、与主车车身长Y方向平行的Y向直线位移传感器和位于所述X向位移传感器和Y向位移传感器相交点处的角位移传感器。

进一步，本发明装置中，所述连接杆与三维位移测量装置连接的一端，固定安装在角位移传感器上，连接杆在主车和从车的相对位置、距离上发生变化时，能够带动角位移传感器发生旋转，并且同时可带动X向位移传感器、Y向位移传感器在X、Y方向上产生位移。

进一步，本发明装置中，所述从车根据X向位移传感器、Y向位移传感器和角位移传感器获取的从车相对于主车在X向、Y向和角度上的偏差数据Δx，Δy，Δθ，调整从车的姿态，实现和主车在位置和距离上同步一致。

本发明的Mecanum轮机器人双车协同运动方法，包括以下步骤：

步骤10)连接杆一端连接到主车上的三维位移测量装置上，另一端连接到从车的固定座上，三维位移测量装置中的X向位移传感器，Y向位移传感器和角位移传感器分别获取当前的X向位移、Y向位移、和角度值作为偏差基准；