多模式驱动移动机器人及其运行方法技术

本发明专利技术提供一种多模式驱动移动机器人及其运行方法，其中多模式驱动移动机器人包括：一机器人本体；一行进机构，行进机构连接机器人本体；一控制机构，控制机构固定于机器人本体，控制机构包括：一存储器、一模式切换器和一执行器，存储器连接模式切换器和执行器，模式切换器连接所述执行器；一传动机构，传动机构连接于控制机构和行进机构之间；一感应机构，感应机构固定于机器人本体并连接模式切换器；一供能装置。本发明专利技术的多模式驱动移动机器人及其运行方法，能够通过工作模式的切换实现惯性摩擦驱动和尺蠖驱动的混合驱动方式，从而减轻甚至防止由于环境改变或自身故障的原因所造成的运动失效，具有环境适应性高、结构简单的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种多模式驱动移动机器人及其运行方法。
技术介绍
随着科技的发展，越来越多的移动机器人需要在各种各样的操作环境中进行工作。移动机器人的工作状态和运动性能很容易受到周边环境的影响。一方面，机器人的运动必须与周围的环境进行交互，比如在地面上爬行的移动机器人，其运动离不开与地面的接触。因而，地面粗糙程度、坡度等路况的变化都有可能造成机器人运动能力的失效；另一方面，在动态的、未知的、极端的环境下工作的机器人，可能会造成自身某一部分的损坏，无法实现原有的功能。现有的移动机器人一旦环境发生改变或者自身受到损坏，机器人有可能完全失去运动能力。当前的移动机器人由于驱动方式比较单一，其运动性能很容易受到周边环境的影响。目前尚缺乏一种具有较高外部环境适应力的移动机器人，能够在环境发生变化或者自身受到损坏的情况下，继续维持其原有的工作状态和运动性能。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种多模式驱动移动机器人及其运行方法，能够减轻甚至防止由于环境改变或自身故障的原因所造成的运动失效，具有环境适应性高、结构简单的优点。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种多模式驱动移动机器人，包括：一机器人本体；一行进机构，所述行进机构连接所述机器人本体；一控制机构，所述控制机构固定于所述机器人本体，所述控制机构包括：
一存储器、一模式切换器和一执行器，所述存储器连接所述模式切换器和所述执行器，所述模式切换器连接所述执行器；一传动机构，所述传动机构连接于所述控制机构和所述行进机构之间；一感应机构，所述感应机构固定于所述机器人本体并连接所述模式切换器；以及一供能装置，所述供能装置固定于所述机器人本体；其中，所述模式切换器根据所述感应机构的反馈信号并选择预存于所述存储器中的复数个行进工作模式中的一种作为当前工作模式，以控制多模式驱动移动机器人行进。优选地，所述行进机构包括一第一行走件和一第二行走件，所述第一行走件和所述第二行走件对置于所述机器人本体两侧；且所述第一行走件和所述第二行走件的顶部分别通过一转轴与所述机器人本体枢接，所述转轴水平设置。优选地，所述传动机构包括一舵机控制器、一第一舵机、一第二舵机、一第一传动杆件和一第二传动杆件；所述第一行走件通过所述第一传动杆件与所述第一舵机的一第一动力输出轴传动连接，所述第二行走件通过所述第二传动杆件与所述第二舵机的一第二动力输出轴传动连接，所述第一舵机和所述第二舵机分别连接所述舵机控制器，所述舵机控制器连接所述执行器。优选地，所述第一行走件和所述第二行走件的材料采用瓦楞纸板。优选地，所述感应机构包括至少一超声波传感器。优选地，所述第一动力输出轴设置有一第一角度传感器，所述第二动力输出轴设置有一第二角度传感器，所述感应机构包括所述第一角度传感器和所述第二角度传感器。本专利技术另一方面提供一种基于本专利技术所述的多模式驱动移动机器人的移动机器人运行方法，包括步骤：S1：预设复数个行进工作模式；S2：根据所述感应机构的反馈信号，选定一所述行进工作模式作为当前工作模式；所述反馈信号包括所述第一角度传感器的一第一角度反馈信号、所述第
二角度传感器的一第二角度反馈信号和所述超声波传感器的一距离反馈信号；S3：根据所述当前工作模式控制所述多模式驱动移动机器人行进。进一步地，所述复数个行进工作模式包括：一第一行进工作模式、一第二行进工作模式和一第三行进工作模式；当所述当前工作模式为所述第一行进工作模式时，所述S3包括步骤：通过所述第一舵机将所述第一行走件与所述机器人本体的底面之间的一第一夹角调整至一第一初始角度；通过所述第一舵机用一第一速度增大所述第一夹角的角度值，使得所述第一行走件底端向前移动一第一预设距离；通过所述第一舵机用一第二速度减小所述第一夹角的角度值，直至所述第二行走件向前移动所述第一预设距离，所述第二速度大于所述第一速度；当所述当前工作模式为所述第二行进工作模式时，所述S3包括步骤：通过所述第二舵机将所述第二行走件与所述机器人本体的底面之间的一第二夹角调整至一第二初始角度；通过所述第二舵机用一第三速度增大所述第二夹角的角度值，使得所述第一行走件底端向前移动一第二预设距离；通过所述第二舵机用一第四速度减小所述第二夹角的角度值，直至所述第二行走件向前移动所述第二预设距离，所述第三速度大于所述第四速度；当所述当前工作模式为所述第三行进工作模式时，所述S3包括步骤：通过所述第一舵机将所述第一夹角调整至所述第一初始角度；并将所述第二夹角调整至所述第二初始角度；通过所述第一舵机用一第五速度增大所述第一夹角的角度值，所述第二行走件底端保持在初始位置；通过所述第二舵机用所述第五速度增大所述第二夹角的角度值，使得所述第一行走件底端向前移动一第三预设距离；通过所述第一舵机用所述第五速度减小所述第一夹角的角度值，直至所述第一夹角的角度值恢复为所述第一初始角度；通过所述第二舵机用所述第五速度减小所述第二夹角的角度值，直至所
述第二夹角的角度值恢复为所述第二初始角度，此时所述第二行走件向前移动所述第三预设距离。进一步地，所述S2包括步骤：S21：根据所述第一角度反馈信号判断所述第一行走件是否正常工作，根据所述第二角度反馈信号判断所述第二行走件是否正常工作；S22：当所述第二行走件非正常工作时，选定第一行进工作模式作为当前工作模式；S23：当所述第一行走件非正常工作时，选定第二行进工作模式作为当前工作模式；S24：当所述第一行走件和所述第二行走件都正常工作时，根据所述距离反馈信号选定所述当前工作模式。进一步地，所述S24步骤中：当所述距离反馈信号的一反馈数值位于一第一预设阈值区间内时，选定所述第一行进工作模式作为当前工作模式；当所述反馈数值位于一第二预设阈值区间内时，选定所述第二行进工作模式作为当前工作模式；当所述反馈数值位于所述第一预设阈值区间和所述第二预设阈值区间外时，选定所述第三行进工作模式作为当前工作模式。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：行进机构为机器人本体的行进提供了基础；传动机构用于接受执行器的指令，按照指令对行进机构进行传动；控制机构用于控制各功能部件；存储器用于存储各类数据指令和预设的各种行进模式数据；模式切换器用于根据感应机构的反馈信号进行当前工作模式的切换，即根据反馈信号选用合适的一行进工作模式作为当前工作模式。舵机控制器用于接收执行器的指令，控制第一舵机和第二舵机的工作。由于瓦楞纸板其自身的刚度和阻尼，是一种很好的防振材料，第一行走件和第二行走件的材料采用瓦楞纸板，能够在一定程度上吸收惯性带来的冲击，降低了机器人本体受损的可能性；同时，还具有成本低、加工便捷和环保的优点。第一角度传感器用于测量第一动力输出轴的旋转角度，为判断第一行走件是否正常工作提供了基础。第二角度传
感器用于测量第二动力输出轴的旋转角度，为判断第二行走件是否正常工作提供了基础。附图说明图1为本专利技术实施例的多模式驱动移动机器人的结构示意图；图2为本专利技术实施例的多模式驱动移动机器人运行方法的流程图；图3、图4为本专利技术实施例的多模式驱动移动机器人在第一行进工作模式下的行进过程状态图；图5、图6为本专利技术实施例的多模式驱动移动机器人在第二行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式驱动移动机器人，其特征在于，包括：一机器人本体；一行进机构，所述行进机构连接所述机器人本体；一控制机构，所述控制机构固定于所述机器人本体，所述控制机构包括：一存储器、一模式切换器和一执行器，所述存储器连接所述模式切换器和所述执行器，所述模式切换器连接所述执行器；一传动机构，所述传动机构连接于所述控制机构和所述行进机构之间；一感应机构，所述感应机构固定于所述机器人本体并连接所述模式切换器；以及一供能装置，所述供能装置固定于所述机器人本体；其中，所述模式切换器根据所述感应机构的反馈信号并选择预存于所述存储器中的复数个行进工作模式中的一种作为当前工作模式，以控制多模式驱动移动机器人行进。

【技术特征摘要】
1.一种多模式驱动移动机器人，其特征在于，包括：一机器人本体；一行进机构，所述行进机构连接所述机器人本体；一控制机构，所述控制机构固定于所述机器人本体，所述控制机构包括：一存储器、一模式切换器和一执行器，所述存储器连接所述模式切换器和所述执行器，所述模式切换器连接所述执行器；一传动机构，所述传动机构连接于所述控制机构和所述行进机构之间；一感应机构，所述感应机构固定于所述机器人本体并连接所述模式切换器；以及一供能装置，所述供能装置固定于所述机器人本体；其中，所述模式切换器根据所述感应机构的反馈信号并选择预存于所述存储器中的复数个行进工作模式中的一种作为当前工作模式，以控制多模式驱动移动机器人行进。2.根据权利要求1所述的多模式驱动移动机器人，其特征在于，所述行进机构包括一第一行走件和一第二行走件，所述第一行走件和所述第二行走件对置于所述机器人本体两侧；且所述第一行走件和所述第二行走件的顶部分别通过一转轴与所述机器人本体枢接，所述转轴水平设置。3.根据权利要求2所述的多模式驱动移动机器人，其特征在于，所述传动机构包括一舵机控制器、一第一舵机、一第二舵机、一第一传动杆件和一第二传动杆件；所述第一行走件通过所述第一传动杆件与所述第一舵机的一第一动力输出轴传动连接，所述第二行走件通过所述第二传动杆件与所述第二舵机的一第二动力输出轴传动连接，所述第一舵机和所述第二舵机分别连接所述舵机控制器，所述舵机控制器连接所述执行器。4.根据权利要求3所述的多模式驱动移动机器人，其特征在于，所述第一行走件和所述第二行走件的材料采用瓦楞纸板。5.根据权利要求4所述的多模式驱动移动机器人，其特征在于，所述感应机构包括至少一超声波传感器。6.根据权利要求5所述的多模式驱动移动机器人，其特征在于，所述第
\t一动力输出轴设置有一第一角度传感器，所述第二动力输出轴设置有一第二角度传感器，所述感应机构包括所述第一角度传感器和所述第二角度传感器。7.一种基于权利要求6所述的多模式驱动移动机器人的移动机器人运行方法，包括步骤：S1：预设复数个行进工作模式；S2：根据所述感应机构的反馈信号，选定一所述行进工作模式作为当前工作模式；所述反馈信号包括所述第一角度传感器的一第一角度反馈信号、所述第二角度传感器的一第二角度反馈信号和所述超声波传感器的一距离反馈信号；S3：根据所述当前工作模式控制所述多模式驱动移动机器人行进。8.根据权利要求7所述的移动机器人运行方法，其特征在于，所述复数个行进工作模式包括：一第一行进工作模式、一第二行进工作模式和一第三行进工作模式；当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁洪凯，章文俊，李锦，钱志勤，刘长利，张亭，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31