移动式机器人高度自适应底盘及自适应方法技术

本发明专利技术公开了一种移动式机器人高度自适应底盘及自适应方法。该移动式机器人高度自适应方法包括：在机器人底盘朝向地面侧的不同位置处设置有至少两个转轮机构和与至少两个所述转轮机构相对应的距离传感器，通过各所述距离传感器检测机器人底盘上对应各距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；获取各所述竖直距离，并根据各所述竖直距离，调整转轮机构的高度，使所述机器人底盘保持水平状态，所述水平状态为机器人底盘的台面垂直于重力方向时的状态。本发明专利技术的一个技术效果是提升底盘移动过程中的平稳性。

Highly adaptive chassis and adaptive method for mobile robot

The invention discloses a highly adaptive chassis for a mobile robot and an adaptive method. The mobile robot is highly adaptive methods in different position toward the ground side of the robot chassis is provided with at least two wheel mechanism and a distance sensor corresponding to at least two of the rotary wheel mechanism, vertical distance between different positions corresponding to the distance sensor through each of the distance sensor on the chassis of the robot and the ground access; each of the vertical distance, and according to the vertical distance adjustment mechanism, wheel height, the chassis of the robot to maintain the level of state, the state level for the robot chassis Taiwan plane perpendicular to the direction of gravity state. One of the technical effects of the invention is to improve the stability of the chassis movement.

【技术实现步骤摘要】
移动式机器人高度自适应底盘及自适应方法
本专利技术属于机器人
，具体地，本专利技术涉及一种移动式机器人高度自适应底盘及自适应方法。
技术介绍
随着时代的发展，科学技术的进步，移动式服务机器人已经开始进入人们的生活。移动式服务机器人具备基本的移动功能，包括前进、后退、转向等。现有技术中，实现该移动功能的关键机构为机器人的底盘系统。现有的机器人底盘通常采用轮式底盘，轮式底盘虽然在运动速度及运动平顺性方面具有优势。但是，当行驶在非平整路面或路况较差的路面上时，底盘整体摆动较为明显，平而稳性较差，将造成服务机器人的底盘倾斜、震动等问题。而且，现有底盘系统的各转轮与地面之间的附着力会发生较大变化，发生打滑，从而影响底盘运行精度。目前，解决机器人在移动过程中底盘的平衡问题，主要是将轮子以弹性悬挂的方式设置在机器人底盘下，减缓移动式机器人在移动过程中由于地面不平而导致的机器人底盘的摆动。然而，该被动式的减震方案，只能在一定程度上减缓底盘的摆动，不能保证机器人在非平整路面或路况较差的路面上运行时底盘的平衡，即在使用过程中机器人整体仍会产生颠簸，导致运输物体时不稳定。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种移动式机器人高度自适应底盘及自适应方法，以提高机器人移动过程的平稳性和可靠性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种移动式机器人高度自适应方法，包括：在机器人底盘朝向地面侧的不同位置处设置有至少两个转轮机构和与至少两个转轮机构相对应的距离传感器，通过各距离传感器检测机器人底盘上对应各距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；获取各竖直距离，并根据各该竖直距离，调整转轮机构的高度，使机器人底盘保持水平状态，水平状态为机器人底盘的台面垂直于重力方向时的状态。可选地，根据各竖直距离，调整转轮机构的高度包括：根据各竖直距离，计算底盘上不同位置点与地面之间的竖直距离的距离落差，得到第一竖直距离落差值；根据该第一竖直距离落差值调整转轮机构的高度。可选地，根据各竖直距离，调整转轮机构的高度包括：将各竖直距离与预设竖直距离进行比较，得到第二竖直距离落差值；根据该第二竖直距离落差值调整转轮机构的高度；若竖直距离大于预设竖直距离，使第二竖直距离落差值大于零，则控制升高转轮机构的高度；若竖直距离小于预设竖直距离，使第二竖直距离落差值小于零，则控制降低转轮机构的高度。可选地，转轮机构的中心轴线与对应距离传感器之间沿平行于底盘平面的方向上的距离为第一水平距离；在机器人底盘上还设置有速度传感器，该速度传感器用于检测机器人在移动方向上的当前移动速度，方法还包括：获取当前移动速度；根据第一水平距离和当前移动速度，确定调整转轮机构的高度的调整时间；在到达该调整时间时，根据竖直距离落差值调整转轮机构的高度。可选地，转轮机构包括转轮、与转轮活动连接用于支撑机器人底盘的升降杆，转轮的转动方向包括正转方向和反转方向，对应每个转轮机构，设置至少两个距离传感器，两个距离传感器对称设置在升降杆两侧，其中一个距离传感器被配置位于转轮正转方向的前方，另一个距离传感器位于转轮反转方向的前方；方法还包括：确定转轮的转动方向；当转轮正向转动时，控制位于转轮正转方向的前方的距离传感器检测竖直距离；当转轮反向转动时，控制位于转轮反转方向的前方的距离传感器检测竖直距离。本专利技术还提供了一种移动式机器人高度自适应底盘，包括：底盘本体；至少两个可相对底盘本体升降的转轮机构，各转轮机构分别设置在底盘本体的朝向地面侧的不同位置；至少两个距离传感器，各距离传感器分别设置在与转轮机构对应的位置，距离传感器用于检测底盘本体上对应各个距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；微处理器，设置在底盘本体上，该微处理器分别与转轮机构、距离传感器电连接，微处理器获取各竖直距离，并根据各竖直距离，控制调整转轮机构的高度，使机器人底盘保持水平状态，水平状态为底盘本体的台面垂直于重力方向时的状态。可选地，微处理器配置为：根据各竖直距离，计算底盘上不同位置点与地面之间的竖直距离的距离落差，得到第一竖直距离落差值，根据该第一竖直距离落差值调整转轮机构的高度；或者，将各竖直距离与预设竖直距离进行比较，得到第二竖直距离落差值，根据该第二竖直距离落差值调整转轮机构的高度，若竖直距离大于预设竖直距离，则控制升高转轮机构的高度；若竖直距离小于预设竖直距离，则控制降低转轮机构的高度。可选地，该高度自适应底盘还包括速度传感器，该速度传感器设置在底盘本体上，速度传感器用于检测机器人在移动方向上的当前移动速度；转轮机构的中心轴线与对应的距离传感器之间的沿平行于底盘本体平面的方向上的距离为第一水平距离，微处理器被配置为：获取当前移动速度，根据第一水平距离和当前移动速度，确定调整转轮机构的高度的调整时间，并在到达调整时间时控制调整转轮机构的高度。可选地，转轮机构包括转轮和升降杆，该升降杆设置在底盘本体朝向地面侧以支撑底盘本体，转轮活动连接在升降杆端部；转轮的转动方向包括正转方向和反转方向，对应每个转轮机构，设置有至少两个距离传感器，两个距离传感器对称设置在升降杆的两侧，其中一个距离传感器被配置位于转轮正转方向的前方，另一个距离传感器位于转轮反转方向的前方；微处理器被配置为：确定转轮的转动方向，并根据转动方向控制相应的距离传感器检测竖直距离。可选地，转轮机构还包括升降电机，升降电机与微处理器形成电连接，升降电机在微处理器的控制下，调整转轮机构的高度；升降杆为丝杠，丝杠螺纹连接在底盘本体上，并从底盘本体的下侧伸出，升降电机被配置为能驱动丝杠旋转，使丝杠相对于底盘本体上下移动，调整转轮机构的高度，转轮设置在丝杠的下端。可选地，该高度自适应底盘还包括四个转轮机构，每个转轮机构上包括一个转轮；四个转轮机构在底盘本体上分布的位置呈正方形的四角位置分布；或者，呈菱形的四角位置分布；其中两个对称位置的转轮机构的转轮为驱动轮，另外两个转轮机构所连接的转轮为从动轮；各驱动轮旁设置有驱动电机，驱动电机与微处理器电连接，用于根据微处理器的控制，驱动驱动轮转动。本专利技术的有益效果为：在机器人底盘上设置至少两个距离传感器，通过各距离传感器获取底盘上不同位置点与地面之间的竖直距离，当机器人前方地面路况较差，如地面凹凸不平时，能根据各竖直距离调整转轮机构的高度，将转轮机构的高度调整到与路面的起伏情况相对应的高度保证机器人底盘始终保持在水平状态。本专利技术的技术方案能够有效减弱机器人行驶在凹凸不平路面上时其底盘出现的颠簸、倾斜现象，提高机器人移动过程的平稳性和可靠性。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术一实施例提供的移动式机器人高度自适应底盘的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的高度自适应方法的流程图；图3为本专利技术另一实施例提供的高度自适应方法的流程图；图4为本专利技术一实施例提供的移动式机器人高度自适应底盘处于水平位置的结构示意图；图5为本专利技术一实施例提供的移动式机器人高度自适应底盘沿预定方向行驶的示意图；图6为本专利技术一实施例提供的移动式机器人高度自适应底盘行驶至不平整地面的示意图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式机器人高度自适应方法，其特征在于，包括：在机器人底盘朝向地面侧的不同位置处设置有至少两个转轮机构和与至少两个所述转轮机构相对应的距离传感器，通过各所述距离传感器检测机器人底盘上对应各距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；获取各所述竖直距离，并根据各所述竖直距离，调整转轮机构的高度，使所述机器人底盘保持水平状态，所述水平状态为机器人底盘的台面垂直于重力方向时的状态。

【技术特征摘要】
1.一种移动式机器人高度自适应方法，其特征在于，包括：在机器人底盘朝向地面侧的不同位置处设置有至少两个转轮机构和与至少两个所述转轮机构相对应的距离传感器，通过各所述距离传感器检测机器人底盘上对应各距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；获取各所述竖直距离，并根据各所述竖直距离，调整转轮机构的高度，使所述机器人底盘保持水平状态，所述水平状态为机器人底盘的台面垂直于重力方向时的状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各竖直距离，调整转轮机构的高度包括：根据各所述竖直距离，计算底盘上所述不同位置点与地面之间的竖直距离的距离落差，得到第一竖直距离落差值；根据所述第一竖直距离落差值调整转轮机构的高度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各竖直距离，调整转轮机构的高度包括：将各所述竖直距离与预设竖直距离进行比较，得到第二竖直距离落差值；根据所述第二竖直距离落差值调整转轮机构的高度；若所述竖直距离大于预设竖直距离，使所述第二竖直距离落差值大于零，则控制升高所述转轮机构的高度；若所述竖直距离小于预设竖直距离，使所述第二竖直距离落差值小于零，则控制降低所述转轮机构的高度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转轮机构的中心轴线与对应距离传感器之间沿平行于底盘平面的方向上的距离为第一水平距离；在机器人底盘上还设置有速度传感器，所述速度传感器用于检测机器人在移动方向上的当前移动速度，所述方法还包括：获取所述当前移动速度；根据所述第一水平距离和当前移动速度，确定调整所述转轮机构的高度的调整时间；在到达所述调整时间时，根据所述竖直距离落差值调整转轮机构的高度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转轮机构包括转轮、与转轮活动连接用于支撑机器人底盘的升降杆，所述转轮的转动方向包括正转方向和反转方向，对应每个转轮机构，设置至少两个距离传感器，两个所述距离传感器对称设置在所述升降杆两侧，其中一个所述距离传感器被配置位于转轮正转方向的前方，另一个距离传感器位于转轮反转方向的前方；所述方法还包括：确定转轮的转动方向；当转轮正向转动时，控制位于转轮正转方向的前方的距离传感器检测竖直距离；当转轮反向转动时，控制位于转轮反转方向的前方的距离传感器检测竖直距离。6.一种移动式机器人高度自适应底盘，其特征在于，包括：底盘本体；至少两个可相对底盘本体升降的转轮机构，各所述转轮机构分别设置在所述底盘本体的朝向地面侧的不同位置；至少两个距离传感器，各所述距离传感器分别设置在与所述转轮机构对应的位置，所述距离传感器用于检测底盘本体上对应各个距离传感器的不同位置点与地面之间的竖直距离；微处理器，设置在底盘本体上，所述微处理器分别与转轮机构、距离传感器电连接，所述微处理器获取各所述竖直距离，并根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37