一种防止倾覆和侧翻的二轮机器人制造技术

本申请涉及一种防止倾覆和侧翻的二轮机器人，包括：主体；分别设置在主体两侧的第一侧壳和第二侧壳，第一侧壳和第二侧壳的外表面的中心位置相比边缘位置向二轮机器人的外侧方向突出；设置在主体与第一侧壳之间的第一驱动轮，第一驱动轮能够相对于主体旋转；设置在主体与第二侧壳之间的第二驱动轮，第二驱动轮能够相对于主体旋转；二轮机器人直立在水平地面时，主体的重心低于第一驱动轮和第二驱动轮的圆心。本申请提供的机器人可作为搭载平台，在场馆巡逻、工厂巡检、野外勘察等场景完成各种任务。任务。任务。

【技术实现步骤摘要】
一种防止倾覆和侧翻的二轮机器人


[0001]本申请涉及一种二轮机器人，特别涉及一种防止倾覆和侧翻的二轮机器人。

技术介绍

[0002]工业生产中有较多高温、高腐蚀、有毒气体、高辐射、易燃、易爆等恶劣环境，不适合采用人工作业。同时，随着人力成本的上升，部分简单工作例如巡逻，也更多地采用机器人替代人工。
[0003]目前已有多种类型的巡逻、巡检机器人，根据运动方式的不同，可分为履带式、多脚式、轮式。其中现有的二轮式机器人速度和续航能力较佳，但是稳定性较差，容易侧翻和倾覆，脱困能力较差。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本申请提供一种二轮机器人，包括：主体(1)；分别设置在所述主体(1)两侧的第一侧壳(21)和第二侧壳(22)，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)的外表面的中心位置相比边缘位置向所述二轮机器人的外侧方向突出；设置在所述主体(1)与所述第一侧壳(21)之间的第一驱动轮(31)，所述第一驱动轮(31) 能够相对于所述主体(1)旋转；设置在所述主体(1)与所述第二侧壳(22)之间的第二驱动轮(32)，所述第二驱动轮(32)能够相对于所述主体(1)旋转；所述二轮机器人直立在水平地面时，所述主体(1) 的重心低于所述第一驱动轮(31)和所述第二驱动轮(32)的圆心。
[0005]通过对侧壳形状的设置，能够使所述机器人侧翻时，在重力作用下恢复直立姿态；通过重心的设置，所述机器人倾覆时，主体(1)会在重力作用下自动转回直立姿态。
[0006]所述机器人还具有配重块(10)，其位置设置在主体(1)底部。
[0007]作为可选的一种方案，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22) 的形状为球缺，其中，所述球缺的高小于所述球缺对应的球的半径。所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)与主体固定连接，或者与对应的驱动轮固定连接。所述球缺的底面半径为所述第一驱动轮(31) 或所述第二驱动轮(32)的半径的80
‑
95％，所述球缺的高大于所述球的半径的70％。
[0008]作为可选的另一种方案，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22) 在其外表面的中部具有平坦部(211，221)，并且所述第一侧壳(21) 和所述第二侧壳(22)在所述平坦部(211，221)的外缘具有球面部 (212，222)。
[0009]部分情况下，例如侧翻在坑里，脱困难度进一步提高，需要进一步增强脱困能力。根据本申请实施方式，所述二轮机器人还可以具有控制系统，在所述控制系统控制下，所述二轮机器人的重心位置能够被改变。
[0010]作为一种可选方案，所述机器人具有控制系统，所述控制系统包括处理器(710)和各类传感器，传感器可以为光学传感器、加速度传感器、角速度传感器和电流信号传感器等，用于感知机器人的姿态和外部环境。所述控制系统能够控制机器人行进，也能够控制主动脱困。当判断发生侧翻时，控制系统可以控制机器人作出脱困动作，从而主动脱困。例如，
控制系统可以通过角速度传感器判断机器人的倾角大于预设值，通过轮上负载判断一侧驱动轮在空转，通过光学传感器的图像判断机器人侧翻。在此基础上，控制系统可以控制所述二轮机器人作出脱困动作。
[0011]作为可选的一种方案，在控制系统控制下，所述主体(1)底部的配重块可以被驱动向机器人的侧方移动。
[0012]作为可选的方案，所述配重块(10)包括第一配重块(11)和第二配重块(12)，所述第一配重块(11)靠近所述第一驱动轮(31)，且与所述第一驱动轮(31)距离为L1，与所述第二驱动轮(32)的距离为L2；所述第二配重块(12)靠近所述第二驱动轮(32)，且与所述第一驱动轮(31)距离为L3，与所述第二驱动轮(32)的距离为L4；其中：L1＜0.5
×
L2，L4＜0.5
×
L3。
[0013]通过此种设计，将配重分布在两驱动轮的位置，能够减小对机器人框架的应力；在侧翻时，只需要移动一个配重块而非全部配重块，即可将重心升高，从而有利于回正；在单侧轮陷入坑中时，将该侧的配重块移动到另一侧，能够更有效地辅助脱困。
[0014]作为可选的一种方案，在所述主体的上部设置有机械臂(5)，所述机械臂(5)的末端能够向机器人的侧方运动，所述运动方式可以为伸缩、折叠或旋转。
[0015]通过所述机械臂(5)的运动，能够使机器人的重心向侧翻时向较高一侧偏移，或者由所述机械臂(5)向地面施加压力，也能机器人辅助从侧翻情况下脱困。
[0016]作为可选的一种方案，所述机械臂(5)能够运动，从而使机械臂 (5)的任意位置，距离两驱动轮圆心连线的距离，均小于驱动轮的半径。通过此种设置，能够保证在车辆整体倾覆时，机械臂(5)不会妨碍主体(1)在重力作用下自行恢复直立姿态。
[0017]作为可选的一种方案，所述二轮机器人还具有通讯装置(8)，所述通讯装置(8)能够向远程操作平台(9)传递所述二轮机器人运动和姿态信息。
[0018]作为可选的一种方案，所述远程操作平台(9)能够远程控制机器人的行动。
[0019]本申请提供的机器人可作为搭载平台，在场馆巡逻、工厂巡检、野外勘察等场景完成各种任务，并且具备以下有益效果之一：
[0020]1.本申请提供的二轮机器人具有防侧翻和倾覆的功能；
[0021]2.本申请提供的二轮机器人能够在基于重力作用进行自动脱困的基础上，具有由控制系统控制的主动脱困功能，进一步提高了脱困能力；
[0022]3.本申请提供的二轮机器人的用户能够通过通讯装置方便地了解所管理的一个或多个二轮机器人的运行状况，并且在所管理的二轮机器人无法脱困时，远程操作平台或者用户能够接管二轮机器人，并且帮助其脱困。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施方式所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1是根据本申请实施方式的二轮机器人的正视图；
[0025]图2是根据本申请实施方式的二轮机器人回正过程的示意图；
[0026]图3是根据本申请实施方式的二轮机器人的第一侧壳和第二侧壳的一种变型的示意图；
[0027]图4是根据本申请实施方式的具有可移动的配重块的二轮机器人的示意图；
[0028]图5是根据本申请实施方式的具有可移动的配重块的二轮机器人的示意图；
[0029]图6是根据本申请实施方式的具有可移动的配重块的二轮机器人回正过程的示意图；
[0030]图7是根据本申请实施方式的具有机械臂的二轮机器人的示意图；以及
[0031]图8是根据本申请实施方式的一种二轮机器人的控制路径示意图。
具体实施方式
[0032]为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的技术方案做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非旨在以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二轮机器人，其特征在于，包括：主体(1)；分别设置在所述主体(1)两侧的第一侧壳(21)和第二侧壳(22)，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)的外表面的中心位置相比边缘位置向所述二轮机器人的外侧方向突出；设置在所述主体(1)与所述第一侧壳(21)之间的第一驱动轮(31)，所述第一驱动轮(31)能够相对于所述主体(1)旋转；设置在所述主体(1)与所述第二侧壳(22)之间的第二驱动轮(32)，所述第二驱动轮(32)能够相对于所述主体(1)旋转；所述二轮机器人直立在水平地面时，所述主体(1)的重心低于所述第一驱动轮(31)和所述第二驱动轮(32)的圆心。2.根据权利要求1所述的二轮机器人，其特征在于，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)的形状为球缺，其中，所述球缺的高小于所述球缺对应的球的半径。3.根据权利要求2所述的二轮机器人，其特征在于，所述球缺的底面半径为所述第一驱动轮(31)或所述第二驱动轮(32)的半径的80
‑
95％，所述球缺的高大于所述球的半径的70％。4.根据权利要求1所述的二轮机器人，其特征在于，所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)在其外表面的中部具有平坦部(211，221)，并且所述第一侧壳(21)和所述第二侧壳(22)在所述平坦部(211，221)的外缘具有球面部(212，222)。5.根据权利要求1所述的二轮机器人，其特征在于，所述二轮机器人具有控制系统，在所述控制系统控制下，所述二轮机器人的重心位置能够被改变。6.根据权利要求5所述的二轮机器人，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪，李伟，李龙，曾欢，
申请(专利权)人：陈洪，
类型：新型
国别省市：