一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，解决了现有机器人底盘不适用于不平整的底面、使用范围受限的弊端，其技术方案要点是包括有机器人本体、安装于所述机器人本体的两侧用于移动驱动的悬挂式驱动装置、用于驱动控制的控制装置；所述悬挂式驱动装置设置有四组且对称设置于所述机器人本体的两侧，每组所述悬挂式驱动装置之间相互独立；所述控制装置包括有四个固定安装于所述机器人本体且与所述驱动电机一一对应以独立进行驱动控制的电机驱动器，本实用新型专利技术的一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，不受地面平整度的影响，适用更广的使用范围，结构简单，稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统
本技术涉及机器人领域，特别涉及一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统。
技术介绍
近些年来，随着人口老龄化的加剧和劳动力人口的减少，机器人技术的发展日益受到重视，越来越多的机器人代替人类在各个领域发挥了不可替代的作用。其中，移动机器人具有活动范围大、运动灵活的优势，在导购、清扫、护理以及导游等领域有着很大的应用潜力。人员跟随是移动机器人一种较为常用的人员辅助方式。机器人跟随用户运动，可以借助用户运动信息进行运动规划，省去了复杂的全局路径和轨迹规划。而且，用户几乎不需要向机器人下达控制的指令，可以集中精力处理自己的工作。工作期间，机器人和人员得以保持较近的距离，可以迅速对人员的要求进行快速响应。但目前机器人运动底盘结构复杂，不适合在不平整的地面上运动，影响了使用范围，还有待改进的空间。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，不受地面平整度的影响，适用更广的使用范围，结构简单，稳定。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，包括有机器人本体、安装于所述机器人本体的两侧用于移动驱动的悬挂式驱动装置、用于驱动控制的控制装置；所述悬挂式驱动装置设置有四组且对称设置于所述机器人本体的两侧，每组所述悬挂式驱动装置之间相互独立；每组所述悬挂式驱动装置包括有—设置于机器人本体一侧用于抓地移动的驱动轮、固定安装于机器人本体侧壁的后面板、安装于驱动轮靠近后面板的一侧对驱动轮进行安装的前面板、固定安装于前面板对驱动轮进行传动控制的驱动电机及传动机构、连接于前面板和后面板之间的连杆机构，还包括有支撑连接于前面板和后面板之间用于复位和缓冲的弹簧；所述控制装置包括有四个固定安装于所述机器人本体且与所述驱动电机一一对应以独立进行驱动控制的电机驱动器。作为优选，所述连杆机构包括有两组连接于前面板和后面板之间的铰链杆，每组所述铰链杆至少设置有两根；所述前面板和后面板的表面均延伸有与所述铰链杆铰接的连接柱。作为优选，所述传动机构包括有安装于前面板且与驱动轮同轴的同步轮、套设于同步轮以同步于驱动电机对同步轮进行驱动的同步带。作为优选，所述驱动电机固定安装于前面板且水平朝向后面板一侧安装设置，所述后面板开设有供驱动电机穿设的开槽，两组所述铰链杆分设于所述驱动电机的两侧。作为优选，所述前面板于驱动电机的上方固定安装有第一安装座，所述后面板于开槽的上方固定安装有第二安装座，所述弹簧的两端分别铰接于第一安装座及第二安装座，由后面板向前面板一侧倾斜向下设置。作为优选，所述控制装置还包括有对电机驱动器进行信号控制的上位机、进行供电的锂电池组；所述上位机设置有进行机器人位置处理的定位模块、进行人员跟随处理的人员跟随模块。作为优选，还包括有固定安装于所述机器人本体上方对环境进行探测以确定机器人本体的位置并输出位置信号至定位模块的环境探测装置。作为优选，还包括有对跟随的人员进行位置探测并输出人员信号至人员跟随模块的人员探测装置，所述人员探测装置包括有安装于所述机器人本体上方的UWB基站及供跟随人员佩戴的UWB标签。综上所述，本技术具有以下有益效果：通过独立的四组悬挂式驱动装置，能够独立地对机器人本体进行驱动，可免去专门的转向机构，实现独立的拆卸安装，便于维护及保养；独立驱动轮、传动机构、连杆机构以及前面板和后面板的设置，使得底盘结构不受底面的影响，能够适应于不平整的底面，解决了现有机器人运动底盘受到场合限制的问题；通过控制装置、环境探测装置以及人员探测装置的设置，能够稳定的实现机器人的定位以及人员的跟随，通过UWB基站和UWB标签的设置能够准确进行跟随。附图说明图1为机器人本体的结构示意图；图2为机器人控制系统的结构示意框图；图3为一悬挂式驱动装置的结构示意图；图4为运动模型示意图；图5为人员跟随示意图。图中：11、前面板；12、后面板；13、铰链杆；14、弹簧；15、驱动电机；16、同步轮；17、减速器；18、驱动轮；21、环境探测装置；22、人员探测装置；31、上位机；32、电机驱动器；33、锂电池组。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。根据一个或多个实施例，公开了一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，如图1及图2所示，包括有机器人本体、安装于机器人本体两侧的悬挂式驱动装置、用于驱动控制的控制装置。如图1所示，悬挂式驱动装置设置有四组，对称设置在机器人本体的两侧，以图1所示为基准，悬挂式驱动装置位于机器人本体的两侧侧壁的边缘处安装，均匀的进行支撑及驱动。控制装置安装于机器人本体的内部，在机器人本体的上方固定安装有对环境进行探测的环境探测装置以及对跟随的人员进行探测的人员探测装置。如图1及图3所示，每组悬挂式驱动装置均包括有以下部件：驱动轮，平行于机器人本体的侧壁，安装在机器人本体的侧壁外侧，驱动轮选用充气式橡胶轮，其弹性足、耐磨性好，抓地力强，能够稳定的进行移动支持。后面板，安装在机器人本体的侧壁上，通过螺栓固定在机器人本体上，用于将每组悬挂式驱动装置与机器人本体进行连接安装。前面板，平行于机器人本体的侧壁，安装在机器人本体的侧壁外侧，用于对驱动轮进行安装。驱动电机及传动机构，安装在前面板上，驱动电机进行驱动，传动机构与驱动电机及驱动轮进行连接，实现传动，实现驱动电机对驱动轮的驱动。连杆机构，安装在前面板和后面板之间进行连接，完成驱动轮部分与机器人本体的活动连接。弹簧，安装在前面板和后面板之间，在驱动轮移动的过程中起到缓冲作用的同时完成复位。具体的，如图2所示，传动机构包括有安装在前面板上的同步轮，以及套设在同步轮上实现与驱动电机的转子同步传动的同步带，同步轮和驱动轮同轴设置，在两者之间设置有谐波减速器，通过同步轮将运动传入谐波减速器后带动驱动轮，实现驱动轮的同步驱动。驱动电机通过外壳固定安装在前面板上，且沿着水平方向向后面板一侧延伸。后面板上沿着高度方向开设有开槽，供驱动电机的机体穿设，且高度方向开槽的开设，使得驱动电机随着驱动轮能相对后面板顺利的运动。连杆机构为两组连接在前面板和后面板之间的铰链杆，每组铰链杆至少设置有两根，且优选为两根，两组铰链杆设置在驱动电机及传动机构的两侧，构成一套四连杆机构，可以上下平行运动。连杆机构在前面板和后面板相对的表面延伸有连接柱，连接柱的端部与铰链杆进行铰接，实现铰链杆在前面板和后面板之间的活动连接。弹簧安装连接在前面板和后面板的上半部分之间，前面板在驱动电机的上方固定安装有第一安装座，后面板在开槽的上方固定安装有第二安装座，弹簧的两端分别铰接在第一安装座及第二安装座上，并且呈由后面板向前面板一侧倾斜向下的设置。弹簧起到缓冲以及复位的作用，使得机器人本体可以更好地应对不平整的地面。四组独立驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，其特征是：包括有机器人本体、安装于所述机器人本体的两侧用于移动驱动的悬挂式驱动装置、用于驱动控制的控制装置；/n所述悬挂式驱动装置设置有四组且对称设置于所述机器人本体的两侧，每组所述悬挂式驱动装置之间相互独立；/n每组所述悬挂式驱动装置包括有—设置于机器人本体一侧用于抓地移动的驱动轮、固定安装于机器人本体侧壁的后面板、安装于驱动轮靠近后面板的一侧对驱动轮进行安装的前面板、固定安装于前面板对驱动轮进行传动控制的驱动电机及传动机构、连接于前面板和后面板之间的连杆机构，还包括有支撑连接于前面板和后面板之间用于复位和缓冲的弹簧；/n所述控制装置包括有四个固定安装于所述机器人本体且与所述驱动电机一一对应以独立进行驱动控制的电机驱动器。/n

【技术特征摘要】
1.一种四轮驱动人员跟随机器人控制系统，其特征是：包括有机器人本体、安装于所述机器人本体的两侧用于移动驱动的悬挂式驱动装置、用于驱动控制的控制装置；
所述悬挂式驱动装置设置有四组且对称设置于所述机器人本体的两侧，每组所述悬挂式驱动装置之间相互独立；
每组所述悬挂式驱动装置包括有—设置于机器人本体一侧用于抓地移动的驱动轮、固定安装于机器人本体侧壁的后面板、安装于驱动轮靠近后面板的一侧对驱动轮进行安装的前面板、固定安装于前面板对驱动轮进行传动控制的驱动电机及传动机构、连接于前面板和后面板之间的连杆机构，还包括有支撑连接于前面板和后面板之间用于复位和缓冲的弹簧；
所述控制装置包括有四个固定安装于所述机器人本体且与所述驱动电机一一对应以独立进行驱动控制的电机驱动器。


2.根据权利要求1所述的四轮驱动人员跟随机器人控制系统，其特征是：所述连杆机构包括有两组连接于前面板和后面板之间的铰链杆，每组所述铰链杆至少设置有两根；所述前面板和后面板的表面均延伸有与所述铰链杆铰接的连接柱。


3.根据权利要求2所述的四轮驱动人员跟随机器人控制系统，其特征是：所述传动机构包括有安装于前面板且与驱动轮同轴的同步轮、套设于同步轮以同步于驱动电机对同步轮进行驱动的同步带。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子幼，胡斌，刘盛鹏，徐琰，
申请(专利权)人：应急管理部上海消防研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31