一种轮式自主移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，尤其是一种轮式自主移动机器人。它包括机体承重总成、设置于机体承重总成的底部的驱动轮体总成和装设于机体承重总成上的自动控制总成；自动控制总成包括对地测距传感器阵列组、前向避障传感器阵列组、前向测距传感器阵列组、激光雷达检测装置、机体惯性测量模块、驱动轮角度读取模块、上位机控制器和下位机控制器，上位机控制器将接收到的所有数据作融合后绘制出实时的环境地图以及对机体承重总成作实时定位以及规划行进路径，上位机控制器根据规划的行进路径通过下位机控制器控制驱动轮体总成动作。本发明专利技术可自动感知未知环境及建立环境地图、障碍物检测与避障导航等等，其结构简单紧凑、智能化自主移动效果显著、环境适应性强。

A wheeled autonomous mobile robot

The invention relates to the field of robot technology, in particular a wheeled autonomous mobile robot. The driving wheel assembly and the body is arranged on the bearing assembly on the automatic control assembly comprises a body bearing assembly is arranged on the body, the bottom of the bearing assembly; automatic control assembly includes the ranging sensor array group, prior to the obstacle avoidance sensor array group, prior to the group, the laser ranging sensor array radar detection the device, inertial measurement module, driving wheel angle reading module, controller and slave controller, all data controller will receive the fusion draw real-time environment map on the body and bearing assembly for real-time positioning and path planning, controller according to the path planning by computer the controller controls the driving wheel assembly action. The invention can automatically perceive the unknown environment and establish environment map, obstacle detection and obstacle avoidance navigation, etc., and its structure is simple and compact, intelligent, autonomous mobile effect is remarkable, and environmental adaptability is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式自主移动机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其是一种轮式自主移动机器人。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，信息技术、计算机技术以及人工智能技术的引入，机器人的研究已经逐步走出工业领域，逐渐扩展到医疗保健、餐饮服务、家庭娱乐等诸多领域；其中，移动机器人作为机器人中的重要一种类型已经在各行各业发挥着重要的作用，如包括但不限于工厂生产、运输、安防、救援、探测、服务等等行业；而行走功能则是移动机器人具有智能化、自助移动能力的重要体现。目前，按照行走机构或行走方式对移动机器人进行类别划分，其主要由履带式移动机器人、腿足式移动机器人和轮式移动机器人等几种；而现有的移动机器人，尤其是轮式移动机器人普遍存在如下缺陷：1、结构复杂、控制繁琐、效率低下；2、地形适应性差，无法有效地通过环境感知来完成自主移动与避障功能；3、载重能力差、易发生倾倒，无法有效地进行物品的搬运。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种轮式自主移动机器人。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种轮式自主移动机器人，它包括机体承重总成、设置于机体承重总成的底部以带动机体承重总成进行移动的驱动轮体总成和装设于机体承重总成上的自动控制总成；所述自动控制总成包括：对地测距传感器阵列组，所述对地测距传感器阵列组装设于机体承重总成的底面上以用于检测机体承重总成是否悬空；前向避障传感器阵列组，所述前向避障传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的下部以用于检测机体承重总成的前侧是否存在障碍物；前向测距传感器阵列组，所述前向测距传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的上部以用于检测位于机体承重总成的前侧的障碍物与机体承重总成之间的距离数据；激光雷达检测装置，所述激光雷达检测装置装设于机体承重总成的前侧周壁的中部以用于检测位于机体承重总成的前侧方位的环境信息数据；机体惯性测量模块，所述机体惯性测量模块装设于机体承重总成内以用于读取机体承重总成的姿态变化数据；驱动轮角度读取模块，所述驱动轮角度读取模块装设于机体承重总成内以用于读取驱动轮体总成的转动角度数据；以及上位机控制器和下位机控制器，所述下位机控制器装设于机体承重总成内以分别将对地测距传感器阵列组、前向避障传感器阵列组、前向测距传感器阵列组、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所输出的数据信息输送至上位机控制器，所述上位机控制器装设于机体承重总成内并同时读取激光雷达检测装置输出的数据信息；所述上位机控制器将接收到的所有数据作融合后绘制出实时的环境地图并同时根据接收到的激光雷达检测装置、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所检测的数据对机体承重总成作实时定位以及规划行进路径，且所述上位机控制器根据规划的行进路径通过下位机控制器控制驱动轮体总成动作。其中，优选方案为：所述机体承重总成包括内支撑骨架、盖装于内支撑骨架的顶部的顶盖板、盖装于内支撑骨架的周侧的背板和周身壁板以及盖装于内支撑骨架的底部的承重底板，所述周身壁板的中部设置有一嵌位凹槽，所述内支撑骨架内设置有一位于内支撑骨架的中部的承重隔离板，所述承重隔离板的一个端侧与内支撑骨架铰轴连接、另一个端侧与内支撑骨架相锁合；所述自动控制总成还包括座设于承重底板上并受控于上位机控制器或下位机控制机以为各用电器件供电的储能电池组以及嵌装于顶盖板上并受控于上位机控制器或下位机控制器的功能操作面板；所述对地测距传感器阵列组装设于承重底板上，所述前向避障传感器阵列组装设于周身壁板的下端部，所述前向测距传感器阵列组装设于周身壁板的上端部，所述激光雷达检测装置座设于嵌位凹槽内，所述上位机控制器和下位机控制器均座设于承重隔离板的顶面上，且所述机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块均集成于下位机控制器内；所述驱动轮体总成横置于内支撑骨架分布并同时与下位机控制器和储能电池组电连接。其中，优选方案为：所述对地测距传感器阵列组由若干个嵌装于承重底板的底面边沿处的红外传感器组合而成，且所述对地测距传感器阵列组中的每个红外传感器的信号接收端和信号发射端均朝向地面；所述前向避障传感器阵列组由若干个沿内支撑骨架的周向方向环绕内支撑骨架的前方侧分布并嵌装于周身壁板的下端部的红外传感器组合而成；所述前向测距传感器阵列组由若干个组沿内支撑骨架的周向方向环绕内支撑骨架的前方侧分布并嵌装于周身壁板的上端部的超声波传感器组合而成。其中，优选方案为：所述功能操作面板包括受控于上位机控制器或下位机控制器的触控显示器、若干个与上位机控制器或下位机控制器相连的机械控制开关以及若干个与上位机控制器或下位机控制器相连的功能扩展接口；所述承重底板上且围绕储能电池组分布有若干个与储能电池组的下端周壁相抵的角码调节片，且所述承重隔离板与储能电池组的顶面之间夹持有缓冲海绵。其中，优选方案为：它还包括一载物平台总成，所述载物平台总成包括至少一块与顶盖板呈上下并行分布的载物板，所述载物板通过若干根与内支撑骨架相连的支撑立柱架设于机体承重总成的上方。其中，优选方案为：所述驱动轮体总成包括两个对称地分布于机体承重总成的底部的驱动轮，每个所述驱动轮均轴连有一穿设于机体承重总成内并与下位机控制器和驱动轮角度读取模块相连的编码动力轴，每个所述编码动力轴均对应有一悬挂装置；所述悬挂装置包括一吊装于机体承重总成的顶部的悬挂吊件、一顶端与悬挂吊件轴转连接的气动阻尼弹簧、一首端部的顶面与气动阻尼弹簧的底端轴转连接且中部的底面通过一电机座与编码动力轴转动连接的悬挂活动板以及一尾端部固定于机体承重总成的下部且首端部与悬挂活动板的尾端部铰轴连接的悬挂固定板。其中，优选方案为：所述编码动力轴包括一本体固定于电机座上且输出轴通过装设于电机座内的轴承沿驱动轮的轴向方向贯穿电机座分布的驱动电机、一装设于驱动电机的本体上并与驱动轮角度读取模块相连的编码器以及一内端套装并锁固于驱动电机的输出轴上且外端穿设并锁固于驱动轮上的轮轴，所述驱动电机受控于下位机控制器。其中，优选方案为：所述机体承重总成的顶部且位于每个驱动轮的上方装设有一与对应的编码动力轴呈十字交叉分布的高度调节板，所述高度调节板上且沿高度调节板的长度方向开设有若干个调节孔，所述悬挂吊件通过调节孔装配于高度调节板上。其中，优选方案为：所述机体承重总成内且位于每个驱动轮的上方侧还装设有一第一配重件，所述机体承重总成的内部前侧下端部和后侧下端部还装设有第二配重件。其中，优选方案为：所述驱动轮体总成还包括若干个吊装于机体承重总成的底面上的万向轮。由于采用了上述方案，本专利技术通过对整个机器人的结构优化以及功能器件的配置可自动感知未知环境及建立环境地图、障碍物检测与避障导航等等，其结构简单紧凑、智能化自主移动效果显著、环境适应性强、可载重及货物搬运，具有很强的实用价值和市场推广价值。附图说明图1是本专利技术实施例的自动控制系统原理框图；图2是本专利技术实施例的结构装配示意图(一)；图3是本专利技术实施例的结构装配示意图(二)；图4是本专利技术实施例的主体部分的结构分解示意图(一)；图5是本专利技术实施例的主体部分的结构分解示意图(二)；图6是本专利技术实施例的主体部分的结构分解示意图(三)；图7是本专利技术实施例的机体承重总成的内部结构分解示意图；图8是本专利技术实施例的驱动轮体总成的主体部分的结构装配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式自主移动机器人，其特征在于：它包括机体承重总成、设置于机体承重总成的底部以带动机体承重总成进行移动的驱动轮体总成和装设于机体承重总成上的自动控制总成；所述自动控制总成包括：对地测距传感器阵列组，所述对地测距传感器阵列组装设于机体承重总成的底面上以用于检测机体承重总成是否悬空；前向避障传感器阵列组，所述前向避障传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的下部以用于检测机体承重总成的前侧是否存在障碍物；前向测距传感器阵列组，所述前向测距传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的上部以用于检测位于机体承重总成的前侧的障碍物与机体承重总成之间的距离数据；激光雷达检测装置，所述激光雷达检测装置装设于机体承重总成的前侧周壁的中部以用于检测位于机体承重总成的前侧方位的环境信息数据；机体惯性测量模块，所述机体惯性测量模块装设于机体承重总成内以用于读取机体承重总成的姿态变化数据；驱动轮角度读取模块，所述驱动轮角度读取模块装设于机体承重总成内以用于读取驱动轮体总成的转动角度数据；以及上位机控制器和下位机控制器，所述下位机控制器装设于机体承重总成内以分别将对地测距传感器阵列组、前向避障传感器阵列组、前向测距传感器阵列组、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所输出的数据信息输送至上位机控制器，所述上位机控制器装设于机体承重总成内并同时读取激光雷达检测装置输出的数据信息；所述上位机控制器将接收到的所有数据作融合后绘制出实时的环境地图并同时根据接收到的激光雷达检测装置、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所检测的数据对机体承重总成作实时定位以及规划行进路径，且所述上位机控制器根据规划的行进路径通过下位机控制器控制驱动轮体总成动作。...

【技术特征摘要】
1.一种轮式自主移动机器人，其特征在于：它包括机体承重总成、设置于机体承重总成的底部以带动机体承重总成进行移动的驱动轮体总成和装设于机体承重总成上的自动控制总成；所述自动控制总成包括：对地测距传感器阵列组，所述对地测距传感器阵列组装设于机体承重总成的底面上以用于检测机体承重总成是否悬空；前向避障传感器阵列组，所述前向避障传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的下部以用于检测机体承重总成的前侧是否存在障碍物；前向测距传感器阵列组，所述前向测距传感器阵列组装设于机体承重总成的前侧周壁的上部以用于检测位于机体承重总成的前侧的障碍物与机体承重总成之间的距离数据；激光雷达检测装置，所述激光雷达检测装置装设于机体承重总成的前侧周壁的中部以用于检测位于机体承重总成的前侧方位的环境信息数据；机体惯性测量模块，所述机体惯性测量模块装设于机体承重总成内以用于读取机体承重总成的姿态变化数据；驱动轮角度读取模块，所述驱动轮角度读取模块装设于机体承重总成内以用于读取驱动轮体总成的转动角度数据；以及上位机控制器和下位机控制器，所述下位机控制器装设于机体承重总成内以分别将对地测距传感器阵列组、前向避障传感器阵列组、前向测距传感器阵列组、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所输出的数据信息输送至上位机控制器，所述上位机控制器装设于机体承重总成内并同时读取激光雷达检测装置输出的数据信息；所述上位机控制器将接收到的所有数据作融合后绘制出实时的环境地图并同时根据接收到的激光雷达检测装置、机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块所检测的数据对机体承重总成作实时定位以及规划行进路径，且所述上位机控制器根据规划的行进路径通过下位机控制器控制驱动轮体总成动作。2.如权利要求1所述的一种轮式自主移动机器人，其特征在于：所述机体承重总成包括内支撑骨架、盖装于内支撑骨架的顶部的顶盖板、盖装于内支撑骨架的周侧的背板和周身壁板以及盖装于内支撑骨架的底部的承重底板，所述周身壁板的中部设置有一嵌位凹槽，所述内支撑骨架内设置有一位于内支撑骨架的中部的承重隔离板，所述承重隔离板的一个端侧与内支撑骨架铰轴连接、另一个端侧与内支撑骨架相锁合；所述自动控制总成还包括座设于承重底板上并受控于上位机控制器或下位机控制机以为各用电器件供电的储能电池组以及嵌装于顶盖板上并受控于上位机控制器或下位机控制器的功能操作面板；所述对地测距传感器阵列组装设于承重底板上，所述前向避障传感器阵列组装设于周身壁板的下端部，所述前向测距传感器阵列组装设于周身壁板的上端部，所述激光雷达检测装置座设于嵌位凹槽内，所述上位机控制器和下位机控制器均座设于承重隔离板的顶面上，且所述机体惯性测量模块和驱动轮角度读取模块均集成于下位机控制器内；所述驱动轮体总成横置于内支撑骨架分布并同时与下位机控制器和储能电池组电连接。3.如权利要求2所述的一种轮式自主移动机器人，其特征在于：所述对地测距传感器阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：许瑨，赵万秋，张朝辉，边旭，
申请(专利权)人：西安优艾智合机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61