本公開涉及底盤領(lǐng)域，尤其涉及一種底盤系統(tǒng)及其控制方法、工程機(jī)械。

背景技術(shù)：

1、在公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域，路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械化率較高，機(jī)械設(shè)備種類齊全，但路面以外的其它區(qū)域養(yǎng)護(hù)作業(yè)機(jī)械化率較低，仍以人工作業(yè)為主，如公路兩側(cè)的邊溝和邊坡，由于其場景地形復(fù)雜，可供行走的空間狹小、坡度大，不同路段的環(huán)境差異大，目前尚無專用機(jī)械設(shè)備，仍以人工清理作業(yè)為主，不僅效率低、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、養(yǎng)護(hù)成本高，還存在較大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的實(shí)施例提供了一種底盤系統(tǒng)及其控制方法、工程機(jī)械，能夠提高底盤系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)性。

2、根據(jù)本公開的第一方面，提出一種底盤系統(tǒng)，包括：

3、車架；

4、行走機(jī)構(gòu)，被配置為支撐車架并帶動(dòng)車架移動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)包括多個(gè)行走部件；

5、多個(gè)調(diào)姿機(jī)構(gòu)，與多個(gè)行走部件一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，調(diào)姿機(jī)構(gòu)連接于車架和行走部件之間，調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括擺腿組件，擺腿組件被配置為繞車架旋轉(zhuǎn)以調(diào)整行走部件與車架之間的相對(duì)高度；

6、多個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，與多個(gè)調(diào)姿機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接于調(diào)姿機(jī)構(gòu)和行走部件之間，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)被配置為調(diào)整行走部件的轉(zhuǎn)向角度；

7、監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，被配置為監(jiān)測(cè)底盤行駛速度、偏擺角度、轉(zhuǎn)向角度和車架傾斜角度中的至少一個(gè)，偏擺角度為擺腿組件與車架的實(shí)際姿態(tài)平面之間的夾角，車架傾斜角度包括實(shí)際姿態(tài)平面與基準(zhǔn)水平面之間的縱向傾斜角和橫向傾斜角；和

8、控制器，被配置為獲取監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制調(diào)姿機(jī)構(gòu)和/或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

9、在一些實(shí)施例中，擺腿組件包括：

10、第一擺腿，其第一端鉸接于車架；和

11、第二擺腿，其第一端鉸接于車架，第二擺腿的長度等于第一擺腿的長度且第二擺腿的延伸方向與第一擺腿的延伸方向始終平行。

12、在一些實(shí)施例中，擺腿組件還包括：

13、第一銷軸、第二銷軸、第三銷軸和第四銷軸，均沿第一方向延伸，第一擺腿的第一端通過第一銷軸鉸接于車架，第二擺腿的第一端通過第二銷軸鉸接于車架；和

14、調(diào)姿支座，通過第三銷軸鉸接于第一擺腿的第二端，且通過第四銷軸鉸接于第二擺腿的第二端，第三銷軸和第四銷軸之間的距離等于第一銷軸和第二銷軸之間的距離。

15、在一些實(shí)施例中，第二擺腿沿第二方向設(shè)在第一擺腿遠(yuǎn)離車架的頂面的一側(cè)，第二方向垂直于第一方向，調(diào)姿機(jī)構(gòu)還包括：

16、第一直線驅(qū)動(dòng)部件，設(shè)在第二擺腿遠(yuǎn)離第一擺腿的一側(cè)，第一直線驅(qū)動(dòng)部件的第一端通過第五銷軸鉸接于車架，第一直線驅(qū)動(dòng)部件的第二端通過第六銷軸鉸接于第二擺腿，第五銷軸和第六銷軸均沿第一方向延伸，第一直線驅(qū)動(dòng)部件被配置為通過伸縮調(diào)整偏擺角度。

17、在一些實(shí)施例中，調(diào)姿支座包括：

18、第一鉸接部，鉸接于第一擺腿和第二擺腿；和

19、第二鉸接部，包括第一板、第二板和第三板，第一板和第二板沿第二方向相對(duì)間隔設(shè)置，第二方向垂直于第一方向，第三板連接于第一板和第二板之間，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)鉸接于第一板和第二板。

20、在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括：

21、轉(zhuǎn)向支座，通過第七銷軸鉸接于第一板和第二板，第七銷軸沿第二方向延伸，行走部件固定于轉(zhuǎn)向支座自由端的法蘭盤。

22、在一些實(shí)施例中，調(diào)姿支座還包括第三鉸接部，第三鉸接部連接于第一鉸接部遠(yuǎn)離第二鉸接部的一側(cè)，第三鉸接部包括第四板和第五板，第四板和第五板沿第二方向相對(duì)間隔設(shè)置，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括：

23、第二直線驅(qū)動(dòng)部件，其第一端通過第八銷軸鉸接于第四板和第五板，第二直線驅(qū)動(dòng)部件的第二端通過第九銷軸鉸接于轉(zhuǎn)向支座的凸出部，第二直線驅(qū)動(dòng)部件被配置為通過伸縮調(diào)整轉(zhuǎn)向角度，第八銷軸和第九銷軸均沿第二方向延伸。

24、在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括：

25、第十銷軸，沿第二方向延伸，第十銷軸被配置為可選擇地貫穿轉(zhuǎn)向支座與第一板和/或第二板，以限制行走部件的轉(zhuǎn)向。

26、在一些實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括：

27、速度傳感器，被配置為監(jiān)測(cè)底盤行駛速度；

28、第一角度傳感器，被配置為監(jiān)測(cè)偏擺角度；

29、第二角度傳感器，被配置為監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向角度；和

30、第三角度傳感器，被配置為監(jiān)測(cè)縱向傾斜角和橫向傾斜角。

31、根據(jù)本公開的第二方面，提出一種工程機(jī)械，包括上述實(shí)施例的底盤系統(tǒng)，工程機(jī)械包括邊溝清理車或坑槽銑刨機(jī)。

32、根據(jù)本公開的第三方面，提出一種基于上述實(shí)施例的底盤系統(tǒng)的底盤系統(tǒng)控制方法，包括切換橫移模式控制方法，切換橫移模式控制方法包括第一主要控制步驟：

33、獲取底盤行駛速度和每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度；

34、在底盤行駛速度等于零的情況下獲取每個(gè)擺腿組件的偏擺角度、縱向傾斜角度和橫向傾斜角度；

35、在每個(gè)擺腿組件的偏擺角度均小于第一預(yù)設(shè)偏擺角、縱向傾斜角度小于第一失穩(wěn)預(yù)設(shè)角且橫向傾斜角度小于第二失穩(wěn)預(yù)設(shè)角的情況下，根據(jù)縱向傾斜角度、橫向傾斜角度和每個(gè)擺腿的偏擺角度計(jì)算地面平整度；

36、在地面平整度小于預(yù)設(shè)平整度的情況下，使每個(gè)轉(zhuǎn)向部件同時(shí)轉(zhuǎn)向至轉(zhuǎn)向角度等于90°。

37、在一些實(shí)施例中，切換橫移模式控制方法在主要控制步驟后還包括第一校驗(yàn)控制步驟：

38、在每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度不等于90°的情況下，使主要控制步驟重復(fù)執(zhí)行。

39、在一些實(shí)施例中，切換橫移模式控制方法還包括第一安全保障步驟：

40、在底盤行駛速度不等于零的情況下，或者某個(gè)擺腿組件的偏擺角度不小于第一預(yù)設(shè)偏擺角的情況下，或者縱向傾斜角度不小于第一失穩(wěn)預(yù)設(shè)角的情況下，或者橫向傾斜角度不小于第二失穩(wěn)預(yù)設(shè)角的情況下，或者地面平整度不小于預(yù)設(shè)平整度的情況下，結(jié)束第一主要控制步驟。

41、在一些實(shí)施例中，底盤系統(tǒng)控制方法還包括單行走部件獨(dú)立調(diào)節(jié)模式控制方法，單行走部件獨(dú)立調(diào)節(jié)控制方法包括第二主要控制步驟：

42、獲取底盤行駛速度和每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度；

43、在每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度均小于第一預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角且底盤行駛速度小于第一預(yù)設(shè)安全速度的情況下，僅使單個(gè)行走部件所對(duì)應(yīng)的擺腿組件調(diào)整偏擺角度；

44、在人機(jī)交互系統(tǒng)發(fā)出的持續(xù)控制信號(hào)停止的情況下結(jié)束單行走部件獨(dú)立調(diào)節(jié)模式。

45、在一些實(shí)施例中，單行走部件獨(dú)立調(diào)節(jié)模式控制方法還包括第二安全保障步驟：

46、在某個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度不小于第一預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角，或者底盤行駛速度不小于第一預(yù)設(shè)安全速度的情況下，結(jié)束第二主要控制步驟；和/或

47、在調(diào)整偏擺角度的過程中，若縱向傾斜角度大于第三失穩(wěn)預(yù)設(shè)角，或者橫向傾斜角度大于第四失穩(wěn)預(yù)設(shè)角，則結(jié)束第二主要控制步驟。

48、在一些實(shí)施例中，底盤系統(tǒng)控制方法還包括整車升降模式控制方法，整車升降模式控制方法包括第三主要控制步驟：

49、獲取底盤行駛速度、每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度、縱向傾斜角度和橫向傾斜角度；

50、在每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度均小于第二預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角、底盤行駛速度小于第二預(yù)設(shè)安全速度、縱向傾斜角度小于第五失穩(wěn)預(yù)設(shè)角且橫向傾斜角度小于第六失穩(wěn)預(yù)設(shè)角的情況下，使全部擺腿組件均同步調(diào)整偏擺角度；

51、在人機(jī)交互系統(tǒng)發(fā)出的持續(xù)控制信號(hào)停止的情況下結(jié)束整車升降模式。

52、在一些實(shí)施例中，整車升降模式控制方法還包括第三安全保障步驟：

53、在某個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度不小于第二預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角，或者底盤行駛速度不小于第二預(yù)設(shè)安全速度，或者縱向傾斜角度不小于第五失穩(wěn)預(yù)設(shè)角，或者橫向傾斜角度不小于第六失穩(wěn)預(yù)設(shè)角的情況下，結(jié)束第三主要控制步驟。

54、在一些實(shí)施例中，底盤系統(tǒng)控制方法還包括一鍵調(diào)平模式控制方法，一鍵調(diào)平模式控制方法包括第四主要控制步驟：

55、獲取底盤行駛速度和每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度；

56、在每個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度均小于第三預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角且底盤行駛速度小于第三預(yù)設(shè)安全速度的情況下，獲取縱向傾斜角度、橫向傾斜角度和每個(gè)擺腿組件的偏擺角度；

57、根據(jù)縱向傾斜角度、橫向傾斜角度和偏擺角度計(jì)算調(diào)平目標(biāo)平面的第一預(yù)期調(diào)平角度和第二預(yù)期調(diào)平角度，以及計(jì)算每個(gè)擺腿組件所需的偏擺角度變化量；

58、使每個(gè)擺腿組件調(diào)整偏擺角度變化量。

59、在一些實(shí)施例中，一鍵調(diào)平模式控制方法在主要控制步驟后還包括第二校驗(yàn)控制步驟：

60、在縱向傾斜角度未達(dá)到第一預(yù)期調(diào)平角度或者橫向傾斜角度未達(dá)到第二預(yù)期調(diào)平角度的情況下，使主要控制步驟重復(fù)執(zhí)行。

61、在一些實(shí)施例中，一鍵調(diào)平模式控制方法還包括第四安全保障步驟：

62、在某個(gè)行走部件的轉(zhuǎn)向角度不小于第三預(yù)設(shè)車輪轉(zhuǎn)角，或者底盤行駛速度不小于第三預(yù)設(shè)安全速度，結(jié)束第四主要控制步驟。

63、基于上述技術(shù)方案，本公開實(shí)施例的底盤系統(tǒng)的控制器通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)調(diào)姿機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)底盤系統(tǒng)的多種姿態(tài)和移動(dòng)方向的調(diào)整，提高底盤系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)性；在連續(xù)起伏路面或傾斜路面行走時(shí)，通過調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行雙向調(diào)平，能夠保證上車行走作業(yè)安全性和效率；在兩側(cè)不等高平面工作時(shí)，調(diào)姿機(jī)構(gòu)通過調(diào)整偏擺角度能夠避免兩側(cè)底盤行走機(jī)構(gòu)受到扭轉(zhuǎn)，保證履帶/輪胎底部與地面良好接觸，提高行走和作業(yè)安全性；在隨機(jī)硬質(zhì)障礙物復(fù)雜分布的移動(dòng)場景中，通過調(diào)姿機(jī)構(gòu)控制車架整體升降或單輪獨(dú)立抬升完成越障，能夠提升行走通過性；在狹窄轉(zhuǎn)向通行場景中，底盤系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具備90°轉(zhuǎn)向功能，支持橫向平移、蟹行及阿克曼轉(zhuǎn)向模式，能夠顯著提升轉(zhuǎn)向靈活性。