[发明专利]一种轨道的设计方法及该轨道

权利要求书

1.一种轨道的设计方法，所述轨道用于引导轨道车行走，所述轨道车包括底盘、设置在所述底盘一端侧的第一行走系统和设置在所述底盘另一端侧的第二行走系统，所述轨道包括用于所述第一行走系统行驶的第一轨道沿和用于所述第二行走系统行驶的第二轨道沿，其特征在于，所述轨道设计方法包括以下步骤：

S1建立坐标系；

S2构建轨道车的坐标系模型，并在坐标系中构建一条已知的第一轨道沿或第二轨道沿模型；

S3根据轨道车上的第一行走系统在坐标系中沿第一轨道沿移动的路径换算得到所述第二轨道沿的坐标系模型，或根据轨道车上的第二行走系统在坐标系中沿第二轨道沿移动的路径换算得到所述第一轨道沿的坐标系模型，以使所述轨道车在所述轨道上行走时所述第一行走系统和第二行走系统始终分别与所述第一轨道沿和第二轨道沿紧密接触；

所述坐标系为平面直角坐标系，所述第一行走系统包括两个对轮，第二行走系统包括一个独轮，所述独轮至两个所述对轮的距离相同；在坐标系中构建第一轨道沿模型，所述第一轨道沿模型包括依次连接的第一直线段、45度的第一圆弧段、45度的第二圆弧段和第二直线段，所述第一直线段在第二象限内平行于X轴设置且所述第一直线段右端与Y轴相交于Pf点，所述第一圆弧段放置在第一象限内且其一侧与所述第一直线段相切于Pf点、另一侧与所述第二圆弧段相交于Pf’点；

所述第二轨道沿位于所述第一轨道沿的内侧，所述第二轨道沿的坐标系模型通过以下方法换算得到：

当所述轨道车两个对轮中的前轮移动至Pf点之前，所述第二轨道沿的路径为平行于所述第一直线段的第三直线段，所述第三直线段至所述第一直线段之间的距离与所述独轮至两个所述对轮的连线的距离相同；

当所述轨道车两个对轮中的前轮移动至所述第一圆弧段、两个对轮中的后轮移动至Pf点之前，设定两个对轮中的前轮的坐标为a(xa，ya)，两个对轮中的后轮的坐标为b(xb，yb)，两个对轮中点的坐标为d(xd，yd)，所述第二轨道沿的路径c(xc，yc)为通过以下方程组确定：

xa＝R*sin(t)，

ya＝R*cos(t)，

(xa-xb)^2+(ya-yb)^2＝D^2，

yb＝R，

xd＝(xa+xb)/2，

yd＝(ya+yb)/2，

kab＝(ya-yb)/(xa-xb)，

kab*kcd＝-1，

(xc-xd)^2+(yc-yd)^2＝H^2，

(yc-yd)/(xc-xd)＝kcd，

其中，D为a、b两点之间的距离，H为c点至直线ab的距离，R为所述第一圆弧段的半径，kab为直线ab的斜率，kcd为直线cd的斜率，t为a点至坐标系原点的直线和Y轴之间的夹角，t的取值范围为[0,max_t]，max_t通过下式确定：

sin(max_t/2)*R＝D/2；

当所述轨道车的两个对轮均在所述第一圆弧段上移动时，所述第二轨道沿的路径为半径为r的圆弧，r通过下式确定：

(D/2)^2+(H+r)^2＝R^2；

所述第二圆弧段和第二直线段在坐标系内分别与所述第一圆弧段和第一直线段沿Pf’点至坐标系原点的直线对称设置，将上述计算的第二轨道沿的路径沿Pf’点至坐标系原点的直线对称即得到当所述轨道车的两个对轮在所述第二圆弧段和第二直线段上移动时的第二轨道沿的路径。