一种轮式越障机器人底盘制造技术

本发明专利技术公开了一种轮式越障机器人底盘，包括底盘主体；主动轮，其可旋转支撑在底盘主体上；安装架，其一端可拆卸连接底盘主体；越障轮，其可旋转支撑在安装架的另一端；越障组件，其设置在安装架与越障轮之间，能够使越障轮沿所述安装架滑动，以攀越障碍物；激光雷达导航模块，其连接底盘主体，用于障碍物识别和规划路径。本发明专利技术通过在越障轮和底盘主体之间设置越障组件，使越障轮能够上下滑动，攀越障碍物，结构简单，同时本发明专利技术还提供了机器人底盘识别障碍物和规划路径的方法，通过实时更新环境地图，优化路径，提高机器人底盘的行进效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轮式越障机器人底盘
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种轮式越障机器人底盘。
技术介绍
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，在解决最后一公里的刚性需求上机器人已经开始在服务领域发挥作用。在移动机器人领域，机器人底盘是其中的关键技术，现有移动机器人多采用轮式，其具有速度快，稳定性强的优点，但存在不足，如结构复杂，越障能力差等。
技术实现思路
本专利技术提供了一种轮式越障机器人底盘，包括底盘主体，主动轮，越障轮，越障组件和激光雷达导航模块，通过在底盘主体和越障轮之间设置越障组件，使机器人底盘遇到障碍物时，越障轮滑动将底盘主体一端抬高，以攀越障碍物。本专利技术的另一个专利技术目的是，提供了一种激光雷达导航避障方法，通过实时采集周围环境数据，更新环境地图，进而规划路径，有效躲避障碍物。本专利技术的技术方案为：一种轮式越障机器人底盘，包括：底盘主体；主动轮，其可旋转支撑在底盘主体上；安装架，其一端可拆卸连接底盘主体；越障轮，其可旋转支撑在安装架的另一端；越障组件，其设置在安装架与所述越障轮之间，能够使越障轮沿安装架滑动，以攀越障碍物；激光雷达导航模块，其连接底盘主体，用于障碍物识别和规划路径。优选的是，安装架包括：壳体，其具有安装腔；第一限位机构，其设置在壳体的一端，且可滑动连接越障轮的一端；第二限位机构，其设置在壳体的另一端，且可滑动连接越障轮的另一端；其中，第二限位机构的自由度大于第一限位机构的自由度。优选的是，越障组件包括：第一弹簧，其设置在第一限位机构和越障轮之间，能够使越障轮的一端沿第一限位机构滑动；第二弹簧，其设置在第二限位机构和越障轮之间，能够使越障轮的另一端沿第二限位机构滑动；其中，第一弹簧和第二弹簧交替伸缩能够使越障轮向上攀爬。优选的是，第一限位机构和第二限位机构均包括：限位柱，其设置在安装腔内，且连接弹簧的一端；限位导轨，其设置在壳体上；轴销，其可滑动设置在限位导轨上，且一端连接弹簧的另一端，另一端连接越障轮，以使越障轮的能够沿限位导轨滑动。优选的是，限位导轨包括第一滑轨和第二滑轨；第一滑轨设置在壳体的一侧；第二滑轨设置在壳体的另一侧；轴销设置在第一滑轨和第二滑轨之间。优选的是，越障轮为万向轮。优选的是，第一弹簧和第二弹簧均为高强度弹簧。优选的是，障碍物识别和规划路径包括如下步骤：采集一帧激光雷达数据；将激光雷达数据分割为多个相等的方形区块，并筛选出感兴趣区块；设定邻域和最低密度值，遍历感兴趣区块，得到每个感兴趣区块的中心点；若相邻感兴趣区块的中心点密度相连，则相邻感兴趣区块归为一个障碍物团簇；提取障碍物团簇的几何特征，并绘制障碍物的矩形边框；对相邻两帧激光雷达数据关联，采用卡尔曼滤波器对障碍物的位置和速度进行滤波和预测，并绘制环境地图；根据环境地图规划路径。优选的是，筛选感兴趣区块，包括如下步骤：分别计算每个方形区块的占比值；将占比值大于占比阈值的方形区块作为感兴趣区块；其中，占比值和占比阈值通过计算得到其中，ρ表示占比值，Α表示方形区块中像素点数量，m表示方形区块的长度，n表示方形区块的高度，ρdes表示占比阈值，k表示激光雷达角度分辨率，Δω表示测量误差，N表示阈值参数，λ表示激光雷达离地高度，H表示阈值因子。优选的是，邻域和最低密度值通过计算得到：其中，dmin表示最低密度值，σ表示密度均值，κ表示校正系数，R表示发射波形的宽度，θ表示激光雷达的角度误差，xmax表示单个区块像素点在横轴上的最大投影数量，xmin表示单个区块像素点在横轴上的最小投影数量，ymax表示单个区块像素点在纵轴上的最大投影数量，ymin表示单个区块像素点在纵轴上的最小投影数量，ε表示邻域，x表示单个像素点在横轴上的投影长度，y表示单个像素点在横轴上的投影长度，a表示干扰系数。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提供了一种轮式越障机器人底盘，包括底盘主体，主动轮，越障轮，越障组件和激光雷达导航模块，通过在底盘主体和越障轮之间设置越障组件，使机器人底盘遇到障碍物时，越障轮滑动将底盘主体一端抬高，以攀越障碍物。2.本专利技术提供的轮式越障机器人底盘，将越障轮两端分别连接第一限位机构和第二限位机构，第二限位机构的自由度大于第一限位机构，当遇到障碍物时，越障轮两端向上滑动的位移量不同，靠近障碍物一端的位移量小于远离障碍物一端的位移量，越障轮靠近障碍物被一端被顶起，能够攀越障碍物。3.本专利技术在限位机构和辅助轮之间设置了第一弹簧和第二弹簧，受限位机构自由度的影响，当机器人底盘遇到障碍物时，第一弹簧和第二弹簧被压缩，开始第二弹簧的压缩量大于第一弹簧，接下来第一弹簧和第二弹簧交替伸缩以使越障轮不断向上攀爬越过障碍物。4.本专利技术还提供了一种激光雷达导航避障方法，通过实时采集周围环境数据，更新环境地图，进而规划路径，有效躲避障碍物。附图说明图1为本专利技术体提供的轮式越障机器人底盘结构示意图。图2为本专利技术提供的轮式越障机器人底盘底部结构示意图。图3为本专利技术的实施例中安装架与越障组件的连接结构示意图。图4为本专利技术的实施例中安装架的结构示意图。图5为本专利技术的实施例中安装架与越障轮连接结构的侧视图。图6为本专利技术的实施例中安装架与越障组件连接结构的剖面图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1-3所示，本专利技术提供的轮式越障机器人底盘，包括底盘主体100、主动轮200、越障轮300安装架400、越障组件500和激光雷达导航避障模块6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式越障机器人底盘，其特征在于，包括：/n底盘主体；/n主动轮，其可旋转支撑在所述底盘主体上；/n安装架，其一端可拆卸连接所述底盘主体；/n越障轮，其可旋转支撑在所述安装架的另一端；/n越障组件，其设置在所述安装架与所述越障轮之间，能够使所述越障轮沿所述安装架滑动，以攀越障碍物；/n激光雷达导航模块，其连接所述底盘主体，用于障碍物识别和规划路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮式越障机器人底盘，其特征在于，包括：
底盘主体；
主动轮，其可旋转支撑在所述底盘主体上；
安装架，其一端可拆卸连接所述底盘主体；
越障轮，其可旋转支撑在所述安装架的另一端；
越障组件，其设置在所述安装架与所述越障轮之间，能够使所述越障轮沿所述安装架滑动，以攀越障碍物；
激光雷达导航模块，其连接所述底盘主体，用于障碍物识别和规划路径。


2.如权利要求1所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述安装架包括：
壳体，其具有安装腔；
第一限位机构，其设置在所述壳体的一端，且可滑动连接所述越障轮的一端；
第二限位机构，其设置在所述壳体的另一端，且可滑动连接所述越障轮的另一端；
其中，所述第二限位机构的自由度大于所述第一限位机构的自由度。


3.如权利要求2所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述越障组件包括：
第一弹簧，其设置在所述第一限位机构和所述越障轮之间，能够使所述越障轮的一端沿所述第一限位机构滑动；
第二弹簧，其设置在所述第二限位机构和所述越障轮之间，能够使所述越障轮的另一端沿所述第二限位机构滑动；
其中，所述第一弹簧和所述第二弹簧交替伸缩能够使所述越障轮向上攀爬。


4.如权利要求3所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述第一限位机构和所述第二限位机构均包括：
限位柱，其设置在所述安装腔内，且连接所述弹簧的一端；
限位导轨，其设置在所述壳体上；
轴销，其可滑动设置在所述限位导轨上，且一端连接所述弹簧的另一端，另一端连接所述越障轮，以使所述越障轮的能够沿所述限位导轨滑动。


5.如权利要求4所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述限位导轨包括第一滑轨和第二滑轨；
所述第一滑轨设置在所述壳体的一侧；
所述第二滑轨设置在所述壳体的另一侧；
所述轴销设置在所述第一滑轨和所述第二滑轨之间。


6.如权利要求5所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述越障轮为万向轮。...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦欢欢，刘伟，支涛，
申请(专利权)人：北京云迹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11