能通过不平路段和/或避障机器人及控制方法技术

本发明专利技术涉及能通过不平路段和/或避障机器人及方法，其包括底盘、设置在底盘上的上盖、安装在底盘上的平地行走装置、以及设置在底盘上的仿生物腿装置。作为上述技术方案的进一步改进：在底盘或上盖上安装有用于控制平地行走装置与仿生物腿装置的控制器；在底盘或上盖上安装有与远程控制端电连接的传感器/监视器、与远程控制端电连接的GPS定位模块、与控制器电连接的制导器和/或电池组。制导器为陀螺仪或重力传感器和/或远程控制端与控制器无线连接；本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。

Robots and control methods for obstacle avoidance through uneven road sections and/or obstacle avoidance

【技术实现步骤摘要】
能通过不平路段和/或避障机器人及控制方法
本专利技术涉及能通过不平路段和/或避障机器人及控制方法。
技术介绍
目前，现有机械人由于其内部携带有大量的元件，机器人对不平坦的路段适应能力差，容易造成元件损坏，尤其是遇到台阶或障碍物的时候，现有机器人只有通过履带式机械人才能通过一定高度的台阶，但是履带行走慢，遇到障碍物应急能力差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种能通过不平路段和/或避障机器人及方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种能通过不平路段和/或避障机器人，包括底盘、设置在底盘上的上盖、安装在底盘上的平地行走装置、以及设置在底盘上的仿生物腿装置。作为上述技术方案的进一步改进：在底盘或上盖上安装有用于控制平地行走装置与仿生物腿装置的控制器；在底盘或上盖上安装有与远程控制端电连接的传感器/监视器、与远程控制端电连接的GPS定位模块、与控制器电连接的制导器和/或电池组。制导器为陀螺仪或重力传感器和/或远程控制端与控制器无线连接。平地行走装置包括设置在底盘上的行走履带或行走轮；仿生物腿装置包括设置在底盘上的行走履带。仿生物腿装置包括三个或四个以上设置在底盘角处的行走脚组；行走脚组包括设置在底盘上的髋关节舵机、根部与髋关节舵机铰接的大腿架、设置在大腿架端部的膝关节舵机、根部铰接在膝关节舵机上的小腿架、设置在小腿架端部的踝关节舵机、以及根部铰接在踝关节舵机上的脚组件。在脚组件悬臂端设置有地面接触的弧形脚，在脚组件根部端设置有与踝关节舵机对应的工艺开口，在脚组件根部端设置有罩在踝关节舵机上的外护罩。平地行走装置包括三个或四个以上设置在底盘周边的全向轮总成；在底盘上设置有电机机架，在电机机架安装有与全向轮总成传动连接的驱动电机。全向轮总成包括水平设置且与驱动电机传动连接的传动轴、两个以上错角度套装在传动轴上的全向轮安装件、以及安装在全向轮安装件之间的中间连接旋转套。全向轮安装件包括套装在传动轴上的内保持架、设置在内保持架上且用于同轴嵌装中间连接旋转套的定位止口、分布在内保持架上的工艺凸起、分布设置在相邻的工艺凸起之间的轮安装间隙、位于轮安装间隙处且用于外侧面与地面接触的橄榄状滚轮、插装在橄榄状滚轮中的轮轴辊、设置在轮轴辊另一侧的外连接板、设置在外连接板且用于容纳橄榄状滚轮的工艺豁口、以及设置在外连接板外侧的外扣盖；轮轴辊端部旋转安装在外连接板与工艺凸起之间；在外连接板内侧设置有中间垫。包括以下步骤；步骤一，首先，GPS定位模块将机器人坐标发送给远程控制端，传感器/监视器将实时路况发送给远程控制端；然后，远程控制端设定机器人到行程终点的路径；步骤二，首先，机械人安装步骤一中的路径前行；然后，当在平地上行走时候，控制器控制舵机，首先，行走脚组的弧形脚上升并与地面分离，全向轮总成与地面接触；然后，驱动电机驱动全向轮总成前行；当能通过不平路段和/或避障行走时候，控制器控制舵机，首先，行走脚组的弧形脚下降并与地面接触，全向轮总成与地面分离；然后，舵机驱动脚组件行走。本专利技术设计一种能通过不平路段的移动避障机器人，能通过和避开障碍物以及能够通过不平路面使用说明：该移动避障机器人能够适应绝大对数的障碍路面，在军事及民用方面有广泛的应用前景，能够代替人进入危险或者人难以进入的领域进行工作。本设计的机器人能在崎岖不平的道路上稳定前进。遇到可跨越障碍物如台阶时能完成跨越动作，遇到不可跨越障碍物是能完成避障动作。并且在平稳道路上有优秀的速度及稳定性，灵活性。能适应绝大部分的室内外环境。机器人安装了视觉传感器收集障碍信息，对路径做出判断，选择避障或越障的通过方式。该机器人采用了轮式和足式两种移动方式，足式可以通过几乎所有的不平路段，而轮式结构可以弥补足式移动速度慢的缺点，在本产品中采用了全向轮，可以完成全方位的移动并且保持了机身的平衡。避免了传统轮腿复合移动机器人腿部重量过大移动不稳定和轮式移动位置限制大的缺点。本专利技术的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术工艺开口的结构示意图。图3是本专利技术全向轮安装件的结构示意图。图4是本专利技术的控制流程示意图。其中：1、底盘；2、上盖；3、制导器；4、电池组；5、行走脚组；6、全向轮总成；7、髋关节舵机；8、大腿架；9、膝关节舵机；10、小腿架；11、踝关节舵机；12、脚组件；13、传感器/监视器；14、弧形脚；15、工艺开口；16、外护罩；17、电机机架；18、驱动电机；19、全向轮安装件；20、中间连接旋转套；21、外扣盖；22、外连接板；23、中间垫；24、内保持架；25、轮轴辊；26、橄榄状滚轮；27、定位止口；28、工艺豁口；29、工艺凸起。具体实施方式如图1-4所示，各个方案可以合理组合或单独使用，本实施例的能通过不平路段和/或避障机器人，包括底盘1、设置在底盘1上的上盖2、安装在底盘1上的平地行走装置、以及设置在底盘1上的仿生物腿装置。从而利用仿生物腿实现爬坡、避障，通过平地行走装置实现快速前行，从而极大扩展机器人的适应性，实现高速行走。在底盘1或上盖2上安装有用于控制平地行走装置与仿生物腿装置的控制器；可以是单片机或处理器等常规控制。在底盘1或上盖2上安装有与远程控制端电连接的传感器/监视器13实现路况实时上传，以便后台监控、与远程控制端电连接的GPS定位模块实现位置精准定位、与控制器电连接的制导器3实现平衡控制防止倾覆和/或电池组4提供电能。制导器3为陀螺仪；重力传感器和/或远程控制端与控制器无线连接。平地行走装置包括设置在底盘1上的行走履带或行走轮等方案；仿生物腿装置包括设置在底盘1上的行走履带，但是效率低下。仿生物腿装置包括三个或三个以上设置在底盘1角处的行走脚组5，优先四个，从而具有良好的平衡性；对复杂路况具有更好的适应性。具体的说，行走脚组5包括设置在底盘1上的髋关节舵机7、根部与髋关节舵机7铰接的大腿架8、设置在大腿架8端部的膝关节舵机9、根部铰接在膝关节舵机9上的小腿架10、设置在小腿架10端部的踝关节舵机11、以及根部铰接在踝关节舵机11上的脚组件12。从而实现高自由控制。在脚组件12悬臂端设置有地面接触的弧形脚14，设计合理，在脚组件12根部端设置有与踝关节舵机11对应的工艺开口15，在脚组件12根部端设置有罩在踝关节舵机11上的外护罩16，设计合理，安装方便，防止杂物进入。平地行走装置包括三个或四个设置在底盘1周边的全向轮总成6；在底盘1上设置有电机机架17，在电机机架17安装有与全向轮总成6传动连接的驱动电机18。从而实现多驱动，自由转向，灵活性好。全向轮总成6包括水平设置且与驱动电机18传动连接的传动轴、两个以上错角度套装在传动轴上的全向轮安装件19、以及安装在全向轮安装件19之间的中间连接旋转套20。稳定性好。通过错角度设计，从而使得电机旋转的时候，总有滚轮与地面接触。全向轮安装件19包括套装在传动轴上的内保持架24、设置在内保持架24上且用于同轴嵌装中间连接旋转套20的定位止口27、分布在内保持架24上的工艺凸起29、分布设置在相邻的工艺凸起29之间的轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于：包括底盘(1)、设置在底盘(1)上的上盖(2)、安装在底盘(1)上的平地行走装置、以及设置在底盘(1)上的仿生物腿装置。

【技术特征摘要】
1.一种能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于：包括底盘(1)、设置在底盘(1)上的上盖(2)、安装在底盘(1)上的平地行走装置、以及设置在底盘(1)上的仿生物腿装置。2.根据权利要求1所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:在底盘(1)或上盖(2)上安装有用于控制平地行走装置与仿生物腿装置的控制器；在底盘(1)或上盖(2)上安装有与远程控制端电连接的传感器/监视器(13)、与远程控制端电连接的GPS定位模块、与控制器电连接的制导器(3)和/或电池组(4)。3.根据权利要求2所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:制导器(3)为陀螺仪或重力传感器和/或远程控制端与控制器无线连接。4.根据权利要求1所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:平地行走装置包括设置在底盘(1)上的行走履带或行走轮；仿生物腿装置包括设置在底盘(1)上的行走履带。5.根据权利要求1所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:仿生物腿装置包括三个或四个以上设置在底盘(1)角处的行走脚组(5)；行走脚组(5)包括设置在底盘(1)上的髋关节舵机(7)、根部与髋关节舵机(7)铰接的大腿架(8)、设置在大腿架(8)端部的膝关节舵机(9)、根部铰接在膝关节舵机(9)上的小腿架(10)、设置在小腿架(10)端部的踝关节舵机(11)、以及根部铰接在踝关节舵机(11)上的脚组件(12)。6.根据权利要求5所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:在脚组件(12)悬臂端设置有地面接触的弧形脚(14)，在脚组件(12)根部端设置有与踝关节舵机(11)对应的工艺开口(15)，在脚组件(12)根部端设置有罩在踝关节舵机(11)上的外护罩(16)。7.根据权利要求1-6任一项所述的能通过不平路段和/或避障机器人，其特征在于:平地行走装置包括三个或四个以上设置在底盘(1)周边的全向轮总成(6)；在底盘(1)上设置有电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢兆贤，庞继红，吴逸杰，张楠，管翔云，柯志鸿，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33