机器人辅助支撑装置的触地判断方法及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人辅助支撑装置的触地判断方法，其中，机器人包括机器人主体，辅助支撑装置安装在机器人主体上并包括电动推杆，电动推杆由电机驱动并能够沿与地面相垂直的方向运动，机器人构造为当电动推杆向下运动并触碰到地面时，辅助支撑装置为机器人主体提供向上的支撑力，其中，触地判断方法包括以下步骤：a)启动电机使得电动推杆向下运动；b)每隔预定的时间采集一次电机的电流值；c)将电流值转换为电机的转矩值；以及d)判断转矩值是否大于预设阈值，如果转矩值大于预设阈值，则判定电动推杆与地面完全接触，电机停止工作，如果转矩值小于或等于预设阈值，则返回至步骤b)，直至电机停止工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及消防机器人领域，具体涉及机器人辅助支撑装置的触地判断方法和采用该判断方法的机器人。
技术介绍
随着国民经济和机器人技术的发展，越来越多的消防机器人(例如，履带式消防机器人)代替消防队员进行消防工作。这显著地提高了消防效率，并且减少了消防队员的伤亡及经济损失。搭载大流量水炮的消防机器人设置有辅助支撑装置，以有效地降低消防机器人的总重量。在辅助支撑装置工作时，需要确保其与地面完全接触。然而，由于消防作业的现场地形的情况是未知的，所以无法保证机器人的辅助支撑装置同时安全着地。在现有技术中，在辅助支撑装置的底部安装有压力传感器，在水炮工作时，压力传感器与地面直接接触。以这种方式，虽然能够检测到辅助支撑装置是否触碰到地面，但是水炮工作时的后坐力非常大，容易对压力传感器造成损坏，从而降低机器人的稳定性，增加机器人的维修成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种机器人辅助支撑装置的触地判断方法以及利用该触地判断方法的机器人。本专利技术提供了一种机器人辅助支撑装置的触地判断方法，其中，所述机器人包括机器人主体，辅助支撑装置安装在所述机器人主体上并包括电动推杆，所述电动推杆由电机驱动并能够沿与地面相垂直的方向运动，所述机器人构造为当所述电动推杆向下运动并触碰到地面时，所述辅助支撑装置为所述机器人主体提供向上的支撑力，其中，所述触地判断方法包括
以下步骤：a)启动所述电机使得所述电动推杆向下运动；b)每隔预定的时间采集一次所述电机的电流值；c)将所述电流值转换为所述电机的转矩值；以及d)判断所述转矩值是否大于预设阈值，如果所述转矩值大于所述预设阈值，则判定所述电动推杆与地面完全接触，所述电机停止工作，如果所述转矩值小于或等于所述预设阈值，则返回至步骤b)，直至所述电机停止工作。根据本专利技术的实施例，所述电动推杆为蜗轮蜗杆式电动推杆。根据本专利技术的实施例，所述机器人还包括主控CPU，所述主控CPU用于将所述电流值转换为所述转矩值并且判断所述电机的所述转矩值是否大于所述预设阈值。根据本专利技术的实施例，按照以下公式将所述电流值转换为转矩值：M＝C×Φ×I×D，其中，M为所述电机的转矩值，C为电机常数，Φ为所述电机的磁通，I为所述电机的电流。根据本专利技术的实施例，所述机器人还包括电流传感器，所述电流传感器用于检测所述电机的电流。根据本专利技术的实施例，所述电动推杆的更靠近所述地面的一端设置有带钉地盘，所述带钉地盘为底部设有钉状突起的圆盘。本专利技术还提供了一种机器人，所述机器人包括：机器人主体；辅助支撑装置，其安装在所述机器人主体上并包括电动推杆，所述电动推杆由电机驱动并能够沿与地面相垂直的方向运动，其中，机器人构造为当所述电动推杆向下运动并触碰到地面时，所述辅助支撑装置为所述机器人提供向上的支撑力；电流传感器，其用于每隔一定的时间采集一次所述电机的电流值；和主控CPU，其用于将所述电机的所述电流值转换成转矩值并且判断所述电机的所述转矩值是否大于所述预设阈值，其中，所述机器人采用上述任一项所述的判断方法对所述辅助支撑装置是否完全触地进行判断。根据本专利技术的机器人辅助支撑装置触地的判断方法能够可靠地检测辅助支撑装置是否与地面完全接触，并且根据本专利技术的机器人维修成本低。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的机器人辅助支撑装置触地的判断方法的方框图。图2是根据本专利技术的实施例的机器人主体的结构示意图。图3是根据本专利技术的实施例的机器人主体的俯视图。具体实施方式将结合附图描述根据本专利技术的机器人辅助支撑装置触地的判断方法和机器人的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，本专利技术不限于所描述的优选实施例，本专利技术的范围由权利要求书限定。＜机器人＞首先，详细描述根据本专利技术的实施例的机器人。机器人包括机器人主体、辅助支撑装置、电流传感器和主控CPU。辅助支撑装置安装到机器人主体上，用于支撑机器人主体的重量。机器人主体上还安装有用于检测电流的电流传感器(将在下文描述)以及用于将电流值转换成转矩值的主控CPU(将在下文描述)。机器人主体图2和图3示出根据本专利技术的机器人主体，机器人主体可取代人在火灾中发挥灭火作用，减少人员伤亡。机器人主体包括：底盘架2，用于承载和连接各个部件；消防水炮1，安装在底盘架2上，用于喷射灭火介质；支重轮组件5，安装在底盘架2下方，用于支撑整车质量；驱动轮4，安装在底盘架2前部，且位于支重轮组件5的上方，用于输出动力；涨紧轮8，安装在底盘架2后部，且位于支重轮组件5的上方；履带3，安装在驱动轮4、支重轮组件5和涨紧轮8上，用于动力传动；涨紧装置7，安装在底盘架2上，用于推动涨紧轮8以调节履带松紧；动力装置9，安装在底盘架2上，用于为驱动轮4提供动力；以及电控装置11，安装在底盘架2上，用于机器人的检测、通讯和控制。根据本专利技术的实施例，底盘架2为由金属板材制成的框架结构，底盘架上可承载各种装置，因此，底盘架需要由高强度的金属板材制成，兼具
耐高温特性，以适应火灾现场的环境。根据本专利技术的实施例，支重轮组件5包括多个，至少安装在底盘架2下方的前部、中部和后部。多个支重轮组件的设置，使得每个支重轮组件的承载力减少，从而使每个支重轮组件的工况更加稳定。另外，支重轮组件5安装在底盘架2下方的前部、中部和后部，可使得底盘架2的整个下部得到有效地支撑。根据本专利技术的实施例，底盘架下方的前部和后部分别安装有第一支重轮组件，底盘架下方的中部安装有第二支重轮组件；第一支重轮组件包括第一支重轮，第二支重轮组件包括第二支重轮，第一支重轮的外径大于第二支重轮的外径。根据本专利技术的实施例，第一支重轮的外径大于第二支重轮的外径，因此，第一支重轮组件为主要支撑件，第二支重轮组件为辅助支重轮组件。第一支重轮组件承担主要的支撑作用，确保支撑的稳定性，第二支重轮组件在第一重轮组件无法支撑的位置进行辅助支撑，一方面可减低整体的成本，另外一方面，相比同排量机器人车体更小型化。根据本专利技术的实施例，电控装置11包括电控箱和设置在电控箱内的：电池，用于为机器人主体的电气元件提供电力；雷达避障传感器，用于检测行进过程中所遇到的障碍物；温度传感器，用于检测电控箱内部及工作现场温度；通讯装置，用于将传感器检测的数据及图像信息实时传输给机器人控制端；中央处理器，用于采集和传输传感器检测的数据，接收和发送指令控制机器人主体的运动；以及动力装置驱动器，用于控制动力装置的工作。电控装置11为机器人主体的“心脏”，一方面，承担着实时检测环境情形的作用；另一方面，承担着数据的通讯、指令的接收和执行。因此，本专利技术的电控装置集成度更高，具备壁障系统，当前方有障碍物的时可以自动转向或停止。电控箱内部还配有高温报警系统，当车体临近火场工作时，实时检查电控箱内部温度，临近安全温度会报警，保护电子元器件。根据本专利技术的实施例，电控箱为由阻火、耐高温材料制成的内部具有
中空腔室箱体。电控箱为设置在其中的各种装置提供了有效的保障，在进入火灾现场时，确保机器人能正常工作。优选地，消防水炮1包括用于消防灭火的主喷头和用于机器人自喷淋的自喷淋喷头。本专利技术的消防喷头在进行灭火的同时，还能实现对机器人自身的喷淋，避免机器人在火灾现场发生着火。具体地，消防水炮1的进水管上安装三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人辅助支撑装置的触地判断方法，其中，所述机器人包括机器人主体，辅助支撑装置安装在所述机器人主体上并包括电动推杆，所述电动推杆由电机驱动并能够沿与地面相垂直的方向运动，所述机器人构造为当所述电动推杆向下运动并触碰到地面时，所述辅助支撑装置为所述机器人主体提供向上的支撑力，其中，所述触地判断方法包括以下步骤：a)启动所述电机使得所述电动推杆向下运动；b)每隔预定的时间采集一次所述电机的电流值；c)将所述电流值转换为所述电机的转矩值；以及d)判断所述转矩值是否大于预设阈值，如果所述转矩值大于所述预设阈值，则判定所述电动推杆与地面完全接触，所述电机停止工作，如果所述转矩值小于或等于所述预设阈值，则返回至步骤b)，直至所述电机停止工作。

【技术特征摘要】
1.一种机器人辅助支撑装置的触地判断方法，其中，所述机器人包括机器人主体，辅助支撑装置安装在所述机器人主体上并包括电动推杆，所述电动推杆由电机驱动并能够沿与地面相垂直的方向运动，所述机器人构造为当所述电动推杆向下运动并触碰到地面时，所述辅助支撑装置为所述机器人主体提供向上的支撑力，其中，所述触地判断方法包括以下步骤：a)启动所述电机使得所述电动推杆向下运动；b)每隔预定的时间采集一次所述电机的电流值；c)将所述电流值转换为所述电机的转矩值；以及d)判断所述转矩值是否大于预设阈值，如果所述转矩值大于所述预设阈值，则判定所述电动推杆与地面完全接触，所述电机停止工作，如果所述转矩值小于或等于所述预设阈值，则返回至步骤b)，直至所述电机停止工作。2.根据权利要求1所述的触地判断方法，其中，所述电动推杆为蜗轮蜗杆式电动推杆。3.根据权利要求2所述的触地判断方法，其中，所述机器人还包括主控CPU，所述主控CPU用于将所述电流值转换为所述转矩值并且判断所述电机的所述转矩值是否大于所述预设阈值。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭李浩，杨文玉，王坤，
申请(专利权)人：青岛克路德机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37