一种轮式机器人及其控制方法技术

本发明专利技术适用于机器人技术领域，提供了一种轮式机器人及其控制方法，其中，轮式机器人包括机器人主体；测距传感器，设置于机器人主体的前端，用于检测机器人主体与地面之间的距离；头部，转动设置于机器人主体上，用于调节轮式机器人的重心；以及控制模块，与测距传感器电性连接，且用于接收测距传感器检测的信号并根据接收的信号控制头部转动。本发明专利技术轮式机器人的重心可控，使得轮式机器人的外形设计不受限制，同时使得轮式机器人的制动加速度得到提高，进而提高轮式机器人的行进速度；另外，位于机器人主体的前端的测距传感器的距离检测可防止轮式机器人跌落，而头部的设置则可防止轮式机器人在防跌落制动时前倾或者侧翻。

A wheeled robot and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种轮式机器人及其控制方法
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种轮式机器人及其控制方法。
技术介绍
随着社会的发展和人们生活水平的提高，桌面型机器人越来越受到广大消费者的喜爱。在实际使用过程中，这种桌面型机器人要求能在桌面上智能行进，并不会从桌面上跌落下来。然而，受限于以往的技术机器人的外形设计，以及行进速度不能过快这两个缺陷，导致桌面型机器人如三轮机器人产品往往外形过大，行进速度慢，实用性较低。并且，普通的三轮机器人在行进到桌面边缘时无法实现快速制动，容易导致前倾翻车。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮式机器人，旨在解决目前的三轮机器人外形设计受限、行进速度慢且容易前倾翻车的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种轮式机器人，包括：机器人主体；测距传感器，设置于所述机器人主体的前端，用于检测所述机器人主体与地面之间的距离；头部，转动设置于所述机器人主体上，用于调节所述轮式机器人的重心；以及控制模块，与所述测距传感器电性连接，且用于接收所述测距传感器检测的信号并根据接收的信号控制所述头部转动。在一个实施例中，所述机器人主体包括：车身；前轮，其数量为两个，设置于所述车身的底部且靠近所述车身的前端；以及后轮，其数量为一个，设置于所述车身的底部且靠近所述车身的后端；所述测距传感器设置于所述车身靠近所述前轮的一端的端部，且位于所述车身的底部。在一个实施例中，所述测距传感器呈倾斜设置。在一个实施例中，所述测距传感器与所述轮式机器人的运行面之间的夹角为30°至60°。在一个实施例中，所述测距传感器与所述轮式机器人的运行面之间的夹角为45°。在一个实施例中，所述头部转动设置于所述机器人主体的顶端的中心区域。在一个实施例中，所述轮式机器人还包括：支架，固定连接于所述机器人主体的顶端，且呈竖直设置；旋转轴，固定连接于所述支架上，且呈水平设置，所述头部连接于所述旋转轴上；以及第一驱动件，与所述控制模块电性连接，且用于驱动所述头部绕所述旋转轴向所述机器人主体的前端或后端转动。在一个实施例中，所述头部朝向所述机器人主体的前端的一侧设置有第一斜面，所述头部朝向所述机器人主体的后端的一侧设置有第二斜面，所述第一斜面与第二斜面对称设置。在一个实施例中，所述测距传感器为红外距离传感器或激光距离传感器或超声波距离传感器。本专利技术的另一目的在于提供一种轮式机器人的控制方法，应用于如上述任意一个实施例所述的轮式机器人，其中，所述轮式机器人的控制方法包括以下步骤：判断机器人主体的运行状态；检测所述机器人主体与地面之间的距离；判断所述距离是否大于预设值；当所述距离大于预设值时，启动防跌落程序；当所述距离小于等于预设值且所述机器人主体处于转弯状态时，启动转弯程序。在一个实施例中，所述防跌落程序包括以下步骤：检测所述头部的重心是否靠近后轮，若是，则执行下一步骤，否则，调整所述头部的重心靠近后轮；控制所述机器人主体进行制动。在一个实施例中，所述转弯程序包括以下步骤：检测所述头部的重心是否靠近前轮，若是，则执行下一步骤，否则，调整所述头部的重心靠近前轮；控制所述机器人主体差速转弯。实施本专利技术的一种轮式机器人，至少具有以下有益效果：其通过在机器人本体上设置测距传感器和头部，控制模块根据测距传感器检测的信号控制头部转动，以调整轮式机器人的重心，由于轮式机器人的重心可控，使得轮式机器人的外形设计不受限制，可实现外形小巧，并且使得轮式机器人的制动加速度得到提高，进而提高轮式机器人的行进速度；另外，位于机器人主体的前端的测距传感器的距离检测可防止轮式机器人跌落，而头部的设置则可防止轮式机器人在防跌落制动时前倾或者侧翻。实施本专利技术的一种轮式机器人的控制方法，至少具有以下有益效果：轮式机器人在运行时如果是直行状态，则根据检测的距离来判断是否走到运行面边缘，没有走到则一直正常运行，走到运行面边缘则启动防跌落程序防止轮式机器人跌落；如果判断轮式机器人在转弯过程，则根据检测的距离来判断是否走到运行面边缘，没有走到则执行转弯程序，同时调整头部靠近前轮，以此来保证在转弯过程中轮式机器人不发生侧翻，如果走到运行面边缘则强制执行防跌落程序，防止轮式机器人跌落。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的轮式机器人在运行面上运行的状态示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的轮式机器人在运行面上运行至边缘的状态示意图；图3是本专利技术一个对比实施例提供的轮式机器人在运行面上运行至边缘的状态示意图；图4是本专利技术一个实施例提供的轮式机器人在防跌落制动过程控制头部重心变化情况的状态示意图；图5是本专利技术一个实施例提供的轮式机器人在转弯过程中产生侧向离心力时控制头部重心变化情况的状态示意图；图6是本专利技术一个实施例提供的轮式机器人的控制方法流程图；图7是本专利技术一个实施例提供的防跌落程序的控制方法流程图；图8是本专利技术一个实施例提供的转弯程序的控制方法流程图。上述附图所涉及的标号明细如下：10-机器人主体；11-车身；12-前轮；121-左前轮；122-右前轮；13-后轮；101-运行面；102-地面；20-测距传感器；201-红外光路；30-头部；31-第一斜面；32-第二斜面；40-支架；50-旋转轴；L-制动距离；α-红外光路与运行面之间的夹角；β-测距传感器与运行面之间的夹角。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。需要指出的是，本专利技术实施例的轮式机器人的前端或者机器人主体的前端或者车身的前端指的是其靠近前轮的一端，而轮式机器人的后端或者机器人主体的后端或者车身的后端指的是其靠近后轮的一端。为了说明本专利技术所述的技术方案，以下结合具体附图及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式机器人，其特征在于，包括：/n机器人主体；/n测距传感器，设置于所述机器人主体的前端，用于检测所述机器人主体与地面之间的距离；/n头部，转动设置于所述机器人主体上，用于调节所述轮式机器人的重心；以及/n控制模块，与所述测距传感器电性连接，且用于接收所述测距传感器检测的信号并根据接收的信号控制所述头部转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮式机器人，其特征在于，包括：
机器人主体；
测距传感器，设置于所述机器人主体的前端，用于检测所述机器人主体与地面之间的距离；
头部，转动设置于所述机器人主体上，用于调节所述轮式机器人的重心；以及
控制模块，与所述测距传感器电性连接，且用于接收所述测距传感器检测的信号并根据接收的信号控制所述头部转动。


2.如权利要求1所述的轮式机器人，其特征在于，所述机器人主体包括：
车身；
前轮，其数量为两个，设置于所述车身的底部且靠近所述车身的前端；以及
后轮，其数量为一个，设置于所述车身的底部且靠近所述车身的后端；
所述测距传感器设置于所述车身靠近所述前轮的一端的端部，且位于所述车身的底部。


3.如权利要求2所述的轮式机器人，其特征在于，所述测距传感器呈倾斜设置。


4.如权利要求1所述的轮式机器人，其特征在于，所述测距传感器与所述轮式机器人的运行面之间的夹角为30°至60°。


5.如权利要求4所述的轮式机器人，其特征在于，所述测距传感器与所述轮式机器人的运行面之间的夹角为45°。


6.如权利要求1至5任一项所述的轮式机器人，其特征在于，所述头部转动设置于所述机器人主体的顶端的中心区域。


7.如权利要求6所述的轮式机器人，其特征在于，所述轮式机器人还包括：
支架，固定连接于所述机器人主体的顶端，且呈竖直设置；
旋转轴，固定连接于所述支架上，且呈水平设置，所述头部连接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚子红，毛祖意，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44