本发明专利技术涉及基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括底盘模块、对称分布在底盘模块两侧的驱动系统模块；所述驱动系统模块与底盘模块之间连接有与地形相匹配且软硬度可调节的独立悬架系统模块，所述底盘模块、车身模块、承载模块上均设有ROS控制系统模块，对称分布的驱动系统模块之间设有与底盘模块连接以用于抑制移动机器人转向侧倾的动力平衡分配系统模块。本发明专利技术通过软硬度可调节的独立悬架系统、动力平衡分配系统，增强了移动机器人对复杂地形的适应能力，提高了稳定性能、动力利用率及负载能力。通过传感与ROS控制系统模块，实现了移动机器人户外自主导航行走、单机辆智能高效精准作业及多机辆协同配合作业。
【技术实现步骤摘要】
基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人
本专利技术涉及农业移动机器人
，具体为基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人。
技术介绍
随着科技与社会的发展，未来农场会作为一种通行的农业生产组织形式，对智能化、通用化农用移动平台有着强烈的使用需求。与传统工业机器人不同，智能移动机器人涉及的环境和技术系统更加广泛和复杂，息感知与导航算法还不能完全具有通用性，部分导航算法仍停留在理论阶段，没有经过实践阶段验证，智能移动机器人并没有如人们预期的那样大量出现在人们的工作和生活中。这也就引出了当今机器人研究领域以及人工智能领域的热点问题，即如何让机器人在环境中自主移动更加稳定和可靠。目前全地形移动平台多为履带式、腿式，其负载能力有限，转向、行走控制精度低，难以在农场环境中多机具协同稳定、精准、高效作业。如中国专利号201711180569.0中公开了同轴式全地形轮腿移动机器人，包括车体、对称设置在车体前方两侧的前腿、对称设置在车体后方的后腿，设置在车体上方对前腿和后腿实现控制的控制部分，所述的前腿和后腿与车身之间通过金属舵盘相连；所述前腿由前大臂抬升电机、前车轮转向电机、前金属舵盘、前轮毂电机、前直角支撑、前U型支撑、前电机保持架、前车轮、前腿连接件和前转向电机保持架构成，所述后腿由后大臂抬升电机、后车轮转向电机、后金属舵盘、后轮毂电机、后直角支撑、后U型支撑、后电机保持架、后车轮、后退连接件和前转向电机保持架构成。这种全地形移动机器人不具有独立悬架减震机构、动力平衡分配系统，减震效果有限且电机力矩难以分配平衡，在农场环境下行走时，车身稳定性低，转向时易单电机过载，定位精度不高。如中国专利号201710324381.2中公开了轮履复合式全向移动机器人，包括底盘架、底盘履带装置和底盘轮式装置，底盘履带装置和底盘轮式装置均安装在底盘架上。底盘轮式装置包括四个行走轮，两个行走轮设置在底盘架的纵向前端，并对称设在底盘架的横向两侧；另外两个行走轮设置在底盘架的纵向后端，对称设在底盘架的横向两侧；底盘履带装置具有环形履带，环形履带设置在两侧的行走轮之间并沿纵向环绕；环形履带前端伸出到前端的行走轮前方，环形履带后端伸出到后端的行走轮后方；环形履带的底部高于行走轮的底部。这种全地形移动机器人越障能力强，但其行走轮采用麦克纳姆轮，使其难以在农场环境下行走，且其不具有传感与ROS控制系统模块，不具备多移动机器人协同工作。中国是制造大国也是农业大国，目前劳动力多集中在这两种产业，《中国制造2025》多次提及智能农业工程机械与移动服务平台，发展农用全地形智能化移动平台及其工程应用。农用移动机器人能适应多地形、可匹配多种作业工具，搭载农场调度系统，实现多机具协同配合工作，可降低农场劳动力需求。因此一种具有独立悬架、动力平衡分配系统、传感与ROS控制系统的四轮驱动、自主行走的全地形移动机器人有着庞大的市场应用前景和和推广价值。这种面向农场的全地形移动机器人具有稳定可靠性高、负载能力强、信息智能化程度高等优点。基于ROS的全地形独立悬架移动机器人是一种有效应对农场复杂环境、具备信息感知、自主导航、搭载农场调度系统的农用全地形智能化移动平台。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括底盘模块、对称分布在底盘模块两侧的驱动系统模块、设置在底盘模块上的车身模块、设置在车身模块上的承载模块；所述驱动系统模块与底盘模块之间连接有与地形相匹配且软硬度可调节的独立悬架系统模块，所述底盘模块、车身模块、承载模块上均设有传感与ROS控制系统模块，对称分布的驱动系统模块之间设有与底盘模块连接以用于抑制移动机器人转向侧倾的动力平衡分配系统模块。进一步地，所述独立悬架系统模块包括与驱动系统模块连接的减振调节组件、与底盘模块连接的减振预紧限位组件、连接减振调节组件与减振预紧限位组件的减振组件。进一步地，所述减振调节组件包括设置在驱动系统模块上的减振器动支座及支座调节固定板，所述减振器动支座与支座调节固定板之间连接有减振器动支座导杆及调节螺栓，所述调节螺栓上安装有防滑螺母。进一步地，所述减振预紧限位组件包括与底盘模块连接的上限位板、下限位板及法兰衬套、安装在上限位板与下限位之间且穿过法兰衬套的预紧弹簧导杆，所述减速器安装座与上限位板、下限位板之间对应设有预紧弹簧、缓冲碟簧，所述预紧弹簧套在预紧弹簧导杆上。进一步地，所述减振组件包括设置在底盘模块上的减振器定支座、通过销轴与减振器定支座、减振调节组件连接的减振器。进一步地，所述动力平衡分配系统模块包括对称铰接在驱动系统模块上的稳定杆杆体、对称铰接在底盘模块上的固定套摆动杆，所述稳定杆杆体之间通过万向联轴器连接，所述固定套摆动杆与对应的稳定杆杆体以相对转动的方式连接。进一步地，所述传感与ROS控制系统模块包括环境感知传感器以及用于接收并控制的ROS控制系统。进一步地，所述环境感知传感器包括设置在承载模块上的双目摄像头、设置在车身模块上的GPS传感器、陀螺仪、激光雷达、超声波传感器、照明灯、遥控器天线及上位机无线通信天线、设置在底盘模块上的磁导航传感器及RFID传感器。进一步地，所述ROS控制系统包括与系统模块相连接的伺服驱动器、与伺服驱动器相连接的底盘控制器、与底盘控制器相连接的上位机ROS控制器。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过与地形相匹配的、软硬度可调节的独立悬架系统，通过性能高的承载式越野底盘，动力平衡分配系统，增强了移动机器人对复杂地形的适应能力，提高了移动机器人的稳定性能、动力利用率及负载能力。另外本专利技术具备传感与ROS控制系统模块，使移动机器人搭载多环境感知传感器及农场调度系统，实现了移动机器人户外自主导航行走、单机辆智能高效精准作业及多机辆协同配合作业。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的整体结构爆炸示意图；图3为本专利技术的底盘减振驱动模块结构示意图；图4为本专利技术的驱动减振系统结构示意图；图5为本专利技术的驱动减振系统剖视示意图；图6为本专利技术中驱动系统模块与底盘模块连接方式结构局部放大示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本专利技术进一步阐述。如图1至图6所示，基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括移动机器人强度与挠度匹配的底盘模块7、对称分布在底盘模块7两侧的驱动系统模块4、设置在底盘模块7上的车身模块3、设置在车身模块3上的承载模块1。所述驱动系统模块4与底盘模块7之间连接有与地形相匹配的独立悬架系统模块6，所述底盘模块7、车身模块3、承载模块1上均设有传感与ROS控制系统模块2，对称本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括底盘模块(7)、对称分布在底盘模块(7)两侧的驱动系统模块(4)、设置在底盘模块(7)上的车身模块(3)、设置在车身模块(3)上的承载模块(1),其特征在于：所述驱动系统模块(4)与底盘模块(7)之间连接有与地形相匹配且软硬度可调节的独立悬架系统模块(6)，所述底盘模块(7)、车身模块(3)、承载模块(1)上均设有传感与ROS控制系统模块(2)，对称分布的驱动系统模块(4)之间设有与底盘模块(7)连接以用于抑制移动机器人转向侧倾的动力平衡分配系统模块(5)。/n
【技术特征摘要】
1.基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括底盘模块(7)、对称分布在底盘模块(7)两侧的驱动系统模块(4)、设置在底盘模块(7)上的车身模块(3)、设置在车身模块(3)上的承载模块(1),其特征在于：所述驱动系统模块(4)与底盘模块(7)之间连接有与地形相匹配且软硬度可调节的独立悬架系统模块(6)，所述底盘模块(7)、车身模块(3)、承载模块(1)上均设有传感与ROS控制系统模块(2)，对称分布的驱动系统模块(4)之间设有与底盘模块(7)连接以用于抑制移动机器人转向侧倾的动力平衡分配系统模块(5)。
2.根据权利要求1所述的基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，其特征在于：所述独立悬架系统模块(6)包括与驱动系统模块(4)连接的减振调节组件、与底盘模块(7)连接的减振预紧限位组件、连接减振调节组件与减振预紧限位组件的减振组件。
3.根据权利要求2所述的基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，其特征在于：所述减振调节组件包括设置在驱动系统模块(4)上的减振器动支座(614)及支座调节固定板(606)，所述减振器动支座(614)与支座调节固定板(606)之间连接有减振器动支座导杆(603)及调节螺栓(605)，所述调节螺栓(605)上安装有防滑螺母(604)。
4.根据权利要求2所述的基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，其特征在于：所述减振预紧限位组件包括与底盘模块(7)连接的上限位板(611)、下限位板(607)及法兰衬套(608)、安装在上限位板(611)与下限位板(607)之间且穿过法兰衬套(608)的预紧弹簧导杆(610)，所述驱动系统模块(4)与上限位板(611)、下限位板(607)之间对应设有预紧弹簧(609)、缓冲碟簧(615)，所述预紧弹簧(...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪步云，胡汉春，王志，许德章，邓启超，李公文，
申请(专利权)人：安徽工程大学，芜湖安普机器人产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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