[发明专利]一种楼梯运输用物流小车及其控制方法

说明书

本发明涉及一种楼梯运输用物流小车及其控制方法，小车包括控制器、测距模块和小车本体，小车本体包括水平货仓、前轮组、中轮组和后轮组，前轮组、中轮组和后轮组上分别设有驱动舵机；水平货仓固定在中轮组上，中轮组分别与前轮组和后轮组通过纵向轴转动连接；中轮组上还设有做功舵机，做功舵机通过上下转动纵向轴改变中轮组与前轮组之间的夹角以及中轮组与后轮组之间的夹角；控制器分别与测距模块、驱动舵机和做功舵机通信连接。与现有技术相比，使用本发明在楼梯上运输物品时，货仓安装在中轮组上，货仓的移动轨迹与楼梯的形状相吻合，货仓时刻保持水平，重心移动平稳，能够使得运载的货物不发生倾斜，且结构简单、成本低、可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种无人物流小车，尤其是涉及一种楼梯运输用物流小车及其控制方法。

背景技术

目前常见的可实现无人运输的物流车的主要爬楼方式有：“足式”、“轮组式”、“履带式”和“复合式”。虽然现有的物流小车已有可实现自动上下楼，但仍然存在很多缺点和不足，如重心不稳、运输过程中货物会发生倾斜，若运输一些不能倾斜的物品(如含有液体的物品、有汤汁的外卖、奶茶等)，这一问题就会被凸显出来，制约了无人物流小车在现有的物流系统中的大规模应用。

足式设备是通过模仿人类或动物的爬楼过程而设计的，相对于其他类型的设备，其稳定性最高。但是极复杂的结构对于需求量较大的物流系统来说是致命的。以常见的四足爬楼机构来看，机械部分有4条腿，每条腿都有至少3个关节，而每个关节都需要独立的电机提供动力；控制部分需要使用PID控制，实时计算每个电机之间的旋转角度以确保整体不会倾倒，考虑到成本和复杂度，难以普遍推广。

常见的轮组式无人物流运输小车，其重心波动较大、物品会发生倾斜。如果要在轮组式运输小车的基础上解决物品倾斜问题，通常要加装机械结构复杂且价格昂贵的云台保持货仓水平。如此一来虽然解决了运输时的倾斜问题，但也随之带来了价格高昂、结构复杂、不易维护等诸多问题。

履带式设备虽然也一样运行平稳，但由于其在爬楼过程中的重力支点是楼梯边缘部分，势必会对楼梯产生一定的磨损。此外巨大的噪音、较慢的速度也是履带式设备的缺点。

复合式设备集合了上述3种设备的优点，目前有足-履复合、轮-足-履复合。其最显而易见的弊端便是结构变得复杂，对控制有着较高的要求，且面临着诸多不稳定因素。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种楼梯运输用物流小车及其控制方法，在楼梯上运输物品时，货仓安装在中轮组上，货仓的移动轨迹与楼梯的形状相吻合，货仓时刻保持水平，重心移动平稳，能够使得运载的货物不发生倾斜，且结构简单、成本低、可靠性高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种楼梯运输用物流小车，包括控制器、测距模块和小车本体，测距模块安装在小车本体上，所述小车本体包括水平货仓、前轮组、中轮组和后轮组，所述前轮组、中轮组和后轮组上分别设有用于驱动所述前轮组、中轮组和后轮组运动的驱动舵机；

所述水平货仓固定在中轮组上，所述中轮组分别与前轮组和后轮组通过纵向轴转动连接；所述中轮组上还设有做功舵机，所述做功舵机与纵向轴连接，做功舵机通过上下转动纵向轴改变中轮组与前轮组之间的夹角以及中轮组与后轮组之间的夹角；

所述控制器分别与测距模块、驱动舵机和做功舵机通信连接。

进一步的，所述前轮组、中轮组和后轮组均为两轮车轮组，两轮车轮组包括2个车轮以及连接所述车轮的车轴，所述车轴上固定有C型架，所述纵向轴分别与中轮组的C型架、前轮组的C型架和后轮组的C型架转动连接。

更进一步的，所述驱动舵机安装在C型架上，所述水平货仓和做功舵机安装在中轮组的C型架上。

更进一步的，水平货仓的底部设有与纵向轴的形状相配合的凹槽，纵向轴在凹槽内相对于中轮组的C型架向上或向下转动，纵向轴与水平货仓互不接触。