一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，包括运动平台，运动平台包括支撑架，支撑架上设有重心调节装置；运动驱动系统包括车轴、驱动轮和从动轮，车轴安装在所述支撑架的前后两侧，车轴的中部与支撑架转动连接，驱动轮安装在位于前端的车轴上，从动轮安装在位于后端的车轴上，驱动轮上安装有驱动电机，驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，一个驱动轮上安装有第一驱动电机，另一个驱动轮上安装有第二驱动电机。本发明专利技术采用自主运行模式，机器人平台根据环境感知信息与自身运动状态信息实现自主路径规划与运动控制功能。可以根据环境情况对运动平台的重心位置进行调节，采用两轮差速轮的速度差进行方向调节。

An Experimental Platform for Two-wheel Differential Wheeled Mobile Robot with Adjustable Center of Gravity

The invention discloses a two-wheel differential wheeled mobile robot experimental platform with adjustable gravity center position, including a motion platform, which comprises a support frame and a gravity center adjusting device on the support frame; a motion driving system comprises a axle, a driving wheel and a driven wheel, and the axle is installed on both sides of the support frame and a axle. The middle part is rotationally connected with the support frame, the driving wheel is installed on the front axle, the driven wheel is installed on the rear axle, and the driving motor is installed on the driving wheel. The driving motor includes the first driving motor and the second driving motor. The first driving motor is installed on one driving wheel and the other on the driving wheel. There is a second drive motor. The invention adopts the autonomous operation mode, and the robot platform realizes the autonomous path planning and motion control functions according to the environment perception information and its own motion state information. The position of the center of gravity of the platform can be adjusted according to the environment, and the speed difference between two differential wheels can be used to adjust the direction of the platform.

【技术实现步骤摘要】
一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台
本专利技术涉及智能机器人
，具体为一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台。
技术介绍
随着社会的进步与科学技术的发展，机器人
的研究方兴未艾。人们在关注机器人多用途的同时也在研究机器人本身的发展，例如机器人的运动形式、机器人的感知方式等。目前机器人的运动方式都还局限在常规的运动方式范围内，例如常见的轮式或者履带式，这些常规运动方式在平直道路环境下能够很好地工作，但如果遇到复杂的运动环境，就不能再打到稳定平顺的运动状态，普通移动机器人不能自动调节重心位置，转向系统一般采用转舵系统进行，因而需要对机器人的运动平台及其控制系统做出改进以适应更为复杂的运动环境。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台。为实现上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，包括运动平台、运动驱动系统、环境感知系统和平台控制系统，所述运动平台包括支撑架，所述支撑架上设有重心调节装置；所述运动驱动系统包括车轴、驱动轮和从动轮，所述车轴安装在所述支撑架的前后两侧，所述车轴的中部与所述支撑架转动连接，所述驱动轮安装在位于前端的所述车轴上，所述从动轮安装在位于后端的所述车轴上，所述驱动轮上安装有驱动电机，所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，一个所述驱动轮上安装有所述第一驱动电机，另一个所述驱动轮上安装有所述第二驱动电机；所述环境感知系统包括摄像头、测距传感器、定位传感器和传感器数据处理模块，所述摄像头、测距传感器和定位传感器分别和所述传感器数据处理模块连接，所述摄像头安装在所述支撑架的前端，采集运动平台环境信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述测距传感器安装在所述支撑架上，采集运动平台的环境距离信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述定位传感器安装于所述支撑架上，检测运动平台的位置信息与姿态信息，将数据传输给所述传感器数据处理模块；所述平台控制系统安装在所述支撑架上，包括平台主控制模块、第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块、电源管理模块和无线通讯模块，所述平台主控制模块接收所述传感器数据处理模块的环境认知信息，能够接收所述无线通讯模块的数据信息，在确定任务要求后，根据所接收到的环境与通讯信息，自主规划运动平台的运动方式与行驶路径，发送指令给第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块和重力调节装置控制模块，同时，其能够接收第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块的运动状态反馈信息，从而控制机器人平台稳定、安全地行驶。进一步地，所述重心调节装置包括设置在所述运动平台上的滑块，所述滑块内设有配重块，所述配重块通过第一电动伸缩杆与所述滑块滑动连接，所述第一电动伸缩杆带动所述配重块沿与运动平台的运动方向相垂直的方向滑动，所述滑块通过第二电动伸缩杆与所述运动平台滑动连接，所述第二电动伸缩杆带动所述滑块沿所述运动平台的运动方形滑动。进一步地，所述传感器数据处理模块集成于平台控制盒内，所述传感器数据处理模块具有可扩展传感器接口。进一步地，所述平台主控制模块还接收电源管理模块的电源监控信息，控制电源管理模块安全、合理使用电源。进一步地，所述电源管理模块包括可充电电池与电源控制系统，所述可充电电池提供所述运动平台运行所需的电能，所述电源控制系统对所述可充电电池工作状态进行监控，将监控数据发送所述平台主控制模块，接收所述平台主控制模块电源控制指令对所述可充电电池的输出电压进行控制。进一步地，所述无线通讯模块包括所述运动平台与操作人员、所述运动平台之间、所述运动平台与其他设备的数据通讯。进一步地，所述无线通讯模块将接收到的通讯数据发送给所述平台主控制模块，同时将平台主控制模块的通讯数据发出。有益效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：本专利技术示例的一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，采用自主运行模式，机器人平台根据环境感知信息与自身运动状态信息实现自主路径规划与运动控制功能。对行驶环境进行认知以及控制自身运动行为表现力的展现。可以根据环境情况对运动平台的重心位置进行调节，采用两轮差速轮的速度差进行方向调节，机器人平台运行方式除单机器人平台的运行特点外，还包括多机器人平台间的数据通讯、环境信息共享、群体运动行为表现力的控制与展现。附图说明图1为本专利技术一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台的结构示意图；图2为本专利技术一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台的另一结构示意图；图3为本专利技术一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台平台控制系统的示意图。图中，1-支撑架、2-滑块、3-配重块、4-第一电动伸缩杆、5-第二电动伸缩杆、6-车轴、7-驱动轮、8-从动轮、9-第一驱动电机、10-第二驱动电机、11-摄像头、12-测距传感器、13-定位传感器、14-传感器数据处理模块、15-平台主控制模块、16-第一驱动电机控制模块、17-第二驱动电机控制模块、18-重力调节装置控制模块、19-电源管理模块、20-无线通讯模块、21-平台控制盒、22-电源管理模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和图2所示，一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，包括运动平台、运动驱动系统、环境感知系统和平台控制系统，运动平台包括支撑架1，支撑架1上设有重心调节装置；重心调节装置包括设置在运动平台上的滑块2，滑块2内设有配重块3，配重块3通过第一电动伸缩杆4与滑块2滑动连接，第一电动伸缩杆4带动配重块3沿与运动平台的运动方向相垂直的方向滑动，滑块2通过第二电动伸缩杆5与运动平台滑动连接，第二电动伸缩杆5带动滑块2沿运动平台的运动方形滑动。运动驱动系统包括车轴6、驱动轮7和从动轮8，车轴6安装在支撑架1的前后两侧，车轴6的中部与支撑架7转动连接，驱动轮7安装在位于前端的车轴6上，从动轮8安装在位于后端的车轴6上，驱动轮7上安装有驱动电机，驱动电机包括第一驱动电机9和第二驱动电机10，一个驱动轮7上安装有第一驱动电机9，另一个驱动轮7上安装有第二驱动电机10；环境感知系统包括摄像头11、测距传感器12、定位传感器13和传感器数据处理模块14，摄像头11、测距传感器12和定位传感器13分别和传感器数据处理模块14连接，摄像头11安装在支撑架1的前端，采集运动平台环境信息数据，将数据传输给传感器数据处理模块14，测距传感器12安装在支撑架1上，采集运动平台的环境距离信息数据，将数据传输给传感器数据处理模块14，定位传感器13安装于支撑架1上，检测运动平台的位置信息与姿态信息，将数据传输给传感器数据处理模块14；如图3所示，平台控制系统安装在支撑架1上，包括平台主控制模块15、第一驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，其特征在于：包括运动平台、运动驱动系统、环境感知系统和平台控制系统，所述运动平台包括支撑架，所述支撑架上设有重心调节装置；所述运动驱动系统包括车轴、驱动轮和从动轮，所述车轴安装在所述支撑架的前后两侧，所述车轴的中部与所述支撑架转动连接，所述驱动轮安装在位于前端的所述车轴上，所述从动轮安装在位于后端的所述车轴上，所述驱动轮上安装有驱动电机，所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，一个所述驱动轮上安装有所述第一驱动电机，另一个所述驱动轮上安装有所述第二驱动电机；所述环境感知系统包括摄像头、测距传感器、定位传感器和传感器数据处理模块，所述摄像头、测距传感器和定位传感器分别和所述传感器数据处理模块连接，所述摄像头安装在所述支撑架的前端，采集运动平台环境信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述测距传感器安装在所述支撑架上，采集运动平台的环境距离信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述定位传感器安装于所述支撑架上，检测运动平台的位置信息与姿态信息，将数据传输给所述传感器数据处理模块；所述平台控制系统安装在所述支撑架上，包括平台主控制模块、第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块、电源管理模块和无线通讯模块，所述平台主控制模块接收所述传感器数据处理模块的环境认知信息，能够接收所述无线通讯模块的数据信息，在确定任务要求后，根据所接收到的环境与通讯信息，自主规划运动平台的运动方式与行驶路径，发送指令给第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块和重力调节装置控制模块，同时，其能够接收第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块的运动状态反馈信息，从而控制机器人平台稳定、安全地行驶。...

【技术特征摘要】
1.一种重心位置可调节的两轮差速轮式移动机器人实验平台，其特征在于：包括运动平台、运动驱动系统、环境感知系统和平台控制系统，所述运动平台包括支撑架，所述支撑架上设有重心调节装置；所述运动驱动系统包括车轴、驱动轮和从动轮，所述车轴安装在所述支撑架的前后两侧，所述车轴的中部与所述支撑架转动连接，所述驱动轮安装在位于前端的所述车轴上，所述从动轮安装在位于后端的所述车轴上，所述驱动轮上安装有驱动电机，所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，一个所述驱动轮上安装有所述第一驱动电机，另一个所述驱动轮上安装有所述第二驱动电机；所述环境感知系统包括摄像头、测距传感器、定位传感器和传感器数据处理模块，所述摄像头、测距传感器和定位传感器分别和所述传感器数据处理模块连接，所述摄像头安装在所述支撑架的前端，采集运动平台环境信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述测距传感器安装在所述支撑架上，采集运动平台的环境距离信息数据，将数据传输给所述传感器数据处理模块，所述定位传感器安装于所述支撑架上，检测运动平台的位置信息与姿态信息，将数据传输给所述传感器数据处理模块；所述平台控制系统安装在所述支撑架上，包括平台主控制模块、第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块、电源管理模块和无线通讯模块，所述平台主控制模块接收所述传感器数据处理模块的环境认知信息，能够接收所述无线通讯模块的数据信息，在确定任务要求后，根据所接收到的环境与通讯信息，自主规划运动平台的运动方式与行驶路径，发送指令给第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块和重力调节装置控制模块，同时，其能够接收第一驱动电机控制模块、第二驱动电机控制模块、重力调节装置控制模块的运动状态反馈信息，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：许艳梅，高强，邵在虎，
申请(专利权)人：德州职业技术学院德州市技师学院，
类型：发明
国别省市：山东,37