自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法技术

本发明专利技术提供一种自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。该防倾倒移动平台包括：底盘机构；本体，铰接连接于所述底盘机构；连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；传感器机构，设置于所述本体和所述底盘机构下方，用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的运动趋势和当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。通过控制机构、传感器机构与连杆机构的配合，在平衡本体避免倾倒的同时，减轻防倾倒移动平台的重量，使得防倾倒移动平台可以准确运行，保证使用效果。

【技术实现步骤摘要】
自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法
本专利技术涉及机器人设备
，特别是涉及一种自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。
技术介绍
近年来自主导航避障机器人的应用越来越普及，具有较高重心及较小底盘的移动机器人，在地面不平、突发性障碍、加减速过快、受较大外力撞击等情况下容易发生倾倒，引发不可控的安全因素，导致机器人无法正常工作。目前市面上已经有机器人上设置了防倾倒的措施，例如在底盘设施悬挂重物装置，用于检测整个机器人的重心变化，当其检测到重心变化后就开始采取应对措施；还有增加底盘的重量，降低机器人的重心；更甚至还有在底盘上加装3～6自由度稳定平台，通过调整稳定平台的姿态来调整机器人的重心。但是，上述大部分都是靠增加底盘的质量，或者加装尺寸较大的自稳平台，缺点是重量较重，尺寸较大，这种重心检测方法也只适用于机体已经发生倾斜才发挥作用，并不能做出预先判断，对于一旦开始倾斜就失去控制的机器人无法起到有效的作用，不便于自主避障机器人的准确运行。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前通过增加底盘的重量或尺寸较大的自稳平台的方式导致自主避障机器人重量大影响准确运行的问题，提供一种在防倾倒的同时可以减轻重量的自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。一种防倾倒移动平台，包括：底盘机构；本体，铰接连接于所述底盘机构；连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；传感器机构，设置于所述本体下方和所述底盘机构下方用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述倾角传感器与所述惯性测量单元电连接至所述控制机构，所述倾角传感器用于检测所述本体的倾角姿态，所述惯性测量单元用于检测所述本体的加速度。在其中一个实施例中，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制机构电连接，所述驱动组件驱动所述连杆组件通过所述主轴组件带动所述本体运动，以调整所述本体的倾角姿态与重心位置。在其中一个实施例中，所述主轴组件包括主轴座体以及旋转件，所述主轴座体通过所述旋转件可转动安装于所述底盘机构，所述主轴座体固定安装所述本体，所述主轴座体还与所述连杆组合可转动连接。在其中一个实施例中，所述连杆组件的数量为两个，所述驱动组件的数量为两个，两个所述连杆组件一端分别连接至两个所述驱动组件，两个所述连杆组件的另一端对称连接至所述主轴座体。在其中一个实施例中，所述连杆组件包括曲柄以及与所述曲柄可转动连接的连杆组合，所述曲柄可转动连接所述驱动组件，所述连杆组合可转动连接所述主轴组件。在其中一个实施例中，所述连杆组件包括两个端部连杆以及连接两个所述端部连杆的中间连杆，其中一个所述端部连杆可转动连接所述曲柄，另一所述端部连杆可转动连接所述主轴组件。在其中一个实施例中，所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端，并与所述控制机构电连接，所述编码器用于检测所述曲柄的位置。在其中一个实施例中，所述控制机构包括电连接的控制器以及电源组件，所述电源组件以及所述控制器设置于所述底盘机构，所述电源组件向所述控制器供电，所述控制器与所述连杆机构及所述传感器机构电连接。在其中一个实施例中，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，并与所述控制机构电连接，所述监测机构用于检测障碍物，并反馈给所述控制机构，所述控制机构根据所述监测机构反馈的障碍物信息控制所述底盘机构的运动速度。在其中一个实施例中，所述监测机构包括设置于所述底盘机构两端的第一检测件以及设置于所述底盘机构四周的第二检测件，所述第一检测件及所述第二检测件与所述控制机构电连接，用于识别所述防倾倒移动平台周侧的障碍物。在其中一个实施例中，所述底盘机构包括承载底座以及设置于所述承载底座的驱动器、主动组件与从动组件，所述驱动器、所述主动组件与所述控制机构电连接，所述控制机构控制所述主动组件带动所述承载底座运动，所述从动组件随所述承载底座运动，所述驱动器用于控制所述主动组件。在其中一个实施例中，所述主动组件包括两个主动轮以及分别连接两个所述主动轮的动力源，两个所述主动轮设置于所述承载底座，两个所述动力源可差速控制两个所述主动轮转动；所述从动组件包括从动轮，所述从动轮可转动安装于所述承载底座。在其中一个实施例中，所述传感器机构还包括多个压力传感器，所述压力传感器分别于所述主动组件、所述从动组件以及所述承载底座，所述压力传感器用于检测所述主动组件、所述从动组件的支反力信息。一种防倾倒移动平台的防倾倒控制方法，所述防倾倒控制方法应用于防倾倒移动平台，所述防倾倒移动平台包括底盘机构、本体、连杆机构、传感器机构以及控制机构；所述本体铰接连接于所述底盘机构，所述连杆机构设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；所述传感器机构设置于所述本体下方和所述底盘机构下方，用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；所述控制机构包括控制器；所述防倾倒控制方法包括如下步骤：所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态，并反馈给所述控制器；所述控制器根据所述本体的运动趋势和当前姿态计算所述本体的调整信息；所述控制器根据所述调整信息控制所述连杆机构带动所述本体运动。在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元；所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；所述控制器将所述本体的加速度生成所述本体的运动趋势；所述控制器根据所述本体的运动趋势和倾角姿态控制所述连杆机构反向带动所述本体运动；所述倾角传感器检测所述本体的倾角姿态，并反馈给所述控制器；重复所述倾角传感器与所述惯性测量单元的检测步骤，直至所述控制器调整所述本体与所述底盘机构的重心处于同一垂线。在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述控制器预先存储所述防倾倒移动平台发生倾倒时的加速度阈值；所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；所述控制器比较所述加速度与所述加速度阈值；当所述惯性测量单元检测所述本体的加速度高于或者低于所述加速度阈值时，所述控制器根据所述加速度生成所述本体的运动趋势；所述控制器根据所述本体的运动趋势控制所述连杆机构带动所述本体运动。在其中一个实施例中，所述传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防倾倒移动平台，其特征在于，包括：/n底盘机构；/n本体，铰接连接于所述底盘机构；/n连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；/n传感器机构，设置于所述本体下方和所述底盘机构下方用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；/n控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种防倾倒移动平台，其特征在于，包括：
底盘机构；
本体，铰接连接于所述底盘机构；
连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；
传感器机构，设置于所述本体下方和所述底盘机构下方用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；
控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。


2.根据权利要求1所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述倾角传感器与所述惯性测量单元电连接至所述控制机构，所述倾角传感器用于检测所述本体的倾角姿态，所述惯性测量单元用于检测所述本体的加速度。


3.根据权利要求1所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制机构电连接，所述驱动组件驱动所述连杆组件通过所述主轴组件带动所述本体运动，以调整所述本体的倾角姿态与重心位置；
所述主轴组件包括主轴座体以及旋转件，所述主轴座体通过所述旋转件可转动安装于所述底盘机构，所述主轴座体固定安装所述本体，所述主轴座体还与所述连杆组合可转动连接；
所述连杆组件的数量为两个，所述驱动组件的数量为两个，两个所述连杆组件一端分别连接至两个所述驱动组件，两个所述连杆组件的另一端对称连接至所述主轴座体；
所述连杆组件包括曲柄以及与所述曲柄可转动连接的连杆组合，所述曲柄可转动连接所述驱动组件，所述连杆组合可转动连接所述主轴组件；
所述连杆组件包括两个端部连杆以及连接两个所述端部连杆的中间连杆，其中一个所述端部连杆可转动连接所述曲柄，另一所述端部连杆可转动连接所述主轴组件；
所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端，并与所述控制机构电连接，所述编码器用于检测所述曲柄的位置。


4.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述控制机构包括电连接的控制器以及电源组件，所述电源组件以及所述控制器设置于所述底盘机构，所述电源组件向所述控制器供电，所述控制器与所述连杆机构及所述传感器机构电连接。


5.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，并与所述控制机构电连接，所述监测机构用于检测障碍物，并反馈给所述控制机构，所述控制机构根据所述监测机构反馈的障碍物信息控制所述底盘机构的运动速度；
所述监测机构包括设置于所述底盘机构两端的第一检测件以及设置于所述底盘机构四周的第二检测件，所述第一检测件及所述第二检测件与所述控制机构电连接，用于识别所述防倾倒移动平台周侧的障碍物。


6.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述底盘机构包括承载底座以及设置于所述承载底座的驱动器、主动组件与从动组件，所述驱动器、所述主动组件与所述控制机构电连接，所述控制机构控制所述主动组件带动所述承载底座运动，所述从动组件随所述承载底座运动，所述驱动器用于控制所述主动组件；
所述主动组件包括两个主动轮以及分别连接两个所述主动轮的动力源，两个所述主动轮设置于所述承载底座，两个所述动力源可差速控制两个所述主动轮转动；
所述从动组件包括从动轮，所述从动轮可转动安装于所述承载底座。


7.根据权利要求6所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述传感器机构还包括多个压力传感器，所述压力传感器分别于所述主动组件、所述从动组件以及所述承载底座，所述压力传感器用于检测所述主动组件、所述从动组件的支反力信息。


8.一种防倾倒移动平台的防倾倒控制方法，其特征在于，所述防倾倒控制方法应用于防倾倒移动平台，所述防倾倒移动平台包括底盘机构、本体、连杆机构、传感器机构以及控制机构；所述本体铰接连接于所述底盘机构，所述连杆机构设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦智慧，尹浩，
申请(专利权)人：北京爱笔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11