【技术实现步骤摘要】
本技术属于机器人，涉及一种具有快速响应的行走机器人。
技术介绍
1、众所周知，机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人为控制，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。被人们习惯称为服务机器人，它的任务是协助或替代人类执行某项具体的工作，其广泛应用于各个行业，例如在生产车间、商场、饭店等场所进行一些物品的传送，以节省人力，提高效率。
2、特别是近年来，随着科学技术的高质量发展，机器人发展的速度越来越快，早已突破我们一开始对机器人的刻板印象，它们不再像一开始出来时，像婴儿般走路。目前，机器人行走方式主要以下四种：一是轮式移动机器人；二是履带式移动机器人；三是跳跃式移动机器人；四是腿式移动机器人。其中，由于轮式移动机器人效率最高，行进速度快，转向灵活，造价较低，故障容易处理，另外，在相对平坦的地面上，轮式移动比足部更具优势，控制也相对简单，是目前研究的主流方向。现有轮式移动机器人主要通过改变机器人的重心，姿态传感器获取重心变化后通过控制机构驱使机器人行走，但存在的主要问题是响应时间慢，导致机器人反应稍显迟钝；特别是在抓取或运输负载时，不易快速实现再平衡，影响行走机器人的稳定性和安全性。
3、有鉴于此，本专利技术人提供一种具有快速响应的行走机器人，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人通过电机控制摆臂和/或控制处理器控制躯体机构调节重心，同时两
2、为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
3、本技术提供一种具有快速响应的行走机器人，所述行走机器人包括载体框架平台，所述载体框架平台上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构，所述躯体机构的顶部设置有前后重心调节机构，通过所述躯体机构和/或前后重心调节机构来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，所述载体框架平台底部对称设有左行走轮和右行走轮，且在所述载体框架平台上安装有用于独立驱动左行走轮与右行走轮相应的左、右驱电机，所述左、右驱电机分别与安装在载体框架平台内的控制处理器连接，所述控制处理器与安装在载体框架平台上的姿态传感器连接；
4、其中，所述前后重心调节机构包括设置在躯体机构上的摆臂以及固定安装在躯体机构顶部的第一电机，所述第一电机的输出轴与摆臂固定连接用于驱动摆臂旋转，所述第一电机与控制处理器连接。
5、进一步地，当所述行走机器人在抓取或运输负载时，所述控制处理器分别控制躯体机构和前后重心调节机构，以使所述躯体机构摆动的方向与摆臂旋转的方向相反，用于维持行走机器人抓取或运输时的平衡。
6、进一步地，所述躯体机构为平行四连杆摆动组件或者单臂摆动组件，所述平行四连杆摆动组件和单臂摆动组件均设置有限位结构，所述限位结构用于限定平行四连杆摆动组件或者单臂摆动组件前后摆动时与行走机器人竖直中心线的极限夹角，以避免行走机器人失稳。
7、进一步地，所述限位结构包括至少两个限位块，且两个所述限位块固定安装在平行四连杆摆动组件以及单臂摆动组件前后摆动的夹角处。
8、进一步地，所述平行四连杆摆动组件由第二电机和两个间隔设置的平行四连杆组成，两个所述平行四连杆的底边对称设置在载体框架平台表面上，且顶边通过连接板固定并构成安装第一电机的载台，所述第二电机安装在载体框架平台上，所述第二电机的输出轴与平行四连杆连接，用于驱动两个所述平行四连杆整体摆动，所述第二电机与控制处理器连接。
9、进一步地，每个所述平行四连杆由上下两个横板和前后两个竖板铰接组成，所述竖板的底部具有与底部横板铰接的固定销轴，所述销轴穿过底部横板后与第二电机的输出轴通过联轴器联结。
10、进一步地，所述单臂摆动组件包括单臂支撑件和设置在载体框架平台上的驱动装置，所述单臂支撑件的底部与框架平台顶部固定件转动连接，所述驱动装置用于驱动所述单臂支撑件前后摆动，所述驱动装置与控制处理器连接。
11、进一步地，所述摆臂为单臂或者双臂，当所述摆臂为双臂时，对称设置在躯体机构外两侧，相应的所述第一电机为双向同步电机，且所述双向同步电机两侧的同步输出轴在与摆臂连接时，其中部设置有支撑座，所述支撑座内嵌有滚动轴承用于与双向同步电机转动连接。
12、进一步地，所述行走机器人还包括：
13、红外线传感器，其可拆卸的安装在载体框架平台上，用于检测所述行走机器人前方的障碍物距离；
14、物体观察相机，其可拆卸的安装躯体机构顶部，用于观察所述行走机器人前方路况及识别负载目标；
15、导航定位模块，其可拆卸的安装在载体框架平台上，用于所述行走机器人导航及定位；
16、所述红外线传感器、物体观察相机和导航定位模块均与控制处理器连接，所述控制处理器通过控制左、右驱动电机，使行走机器人在避障的前提下按照预定导航路线行走。
17、进一步地，所述行走机器人还包括语音交互系统，所述语音交互系统包含语音接收器和语音播放器，所述语音接收器和语音播放器均与控制处理器连接，所述语音接收器用于获取语音命令并将语音命令转化成指令信号发送给控制处理器，所述控制处理器基于所述指令信号控制左、右驱动电机，使行走机器人前进、后退或者转弯。
18、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
19、1、本技术一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人在接到移动指令后，控制处理器通过控制躯体机构和/或前后重心调节机构来改变行走机器人的重心用于使其移动，优先是通过第一电机驱动躯体机构一侧或两侧的摆臂旋转从而快速改变行走机器人的重心，姿态传感器获取该重心变化的数据后传输给控制处理器，控制处理器再分别通过控制左、右驱电机以实现按照指令前进、后退或转弯的目标，相较于现有技术的丝杠螺母本申请重心调节机构响应速度更快，同时该行走机器人在负载时能够通过躯体机构的摆动与摆臂的旋转方向不同实现再平衡，保证了行走机器人抓取或运输负载时的稳定性。
20、2、本技术一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人在躯体机构前后摆动的夹角位置处均设置有由限位块组成的限位结构，限定了躯体机构摆动的最大幅度，确保了行走机器人的安全。
21、3、本技术一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人包括语音交互系统、触摸屏、红外线传感器以及导航定位模块，因此，使该行走机器人能够通过不同的方式接受指令，并能够实现自主导航、避障以及配送物料等多种功能。
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1.一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人包括载体框架平台(1)，所述载体框架平台(1)上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构(2)，所述躯体机构(2)的顶部设置有前后重心调节机构(3)，通过所述躯体机构(2)和/或前后重心调节机构(3)来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，所述载体框架平台(1)底部对称设有左行走轮(4)和右行走轮(5)，且在所述载体框架平台(1)上安装有用于独立驱动左行走轮(4)与右行走轮(5)相应的左、右驱电机，所述左、右驱电机分别与安装在载体框架平台(1)内的控制处理器连接，所述控制处理器与安装在载体框架平台(1)上的姿态传感器连接；
2.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，当所述行走机器人在抓取或运输负载时，所述控制处理器分别控制躯体机构(2)和前后重心调节机构(3)，以使所述躯体机构(2)摆动的方向与摆臂(31)旋转的方向相反，用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡。
3.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机
4.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述限位结构(6)包括至少两个限位块，且两个所述限位块固定安装在平行四连杆摆动组件(21)以及单臂摆动组件(22)前后摆动的夹角处。
5.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述平行四连杆摆动组件(21)由第二电机(211)和两个间隔设置的平行四连杆(212)组成，两个所述平行四连杆(212)的底边对称设置在载体框架平台(1)表面上，且顶边通过连接板固定并构成安装第一电机(32)的载台，所述第二电机(211)安装在载体框架平台(1)上，所述第二电机(211)的输出轴与平行四连杆(212)连接，用于驱动两个所述平行四连杆(212)整体摆动，所述第二电机(211)与控制处理器连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，每个所述平行四连杆(212)由上下两个横板(2121)和前后两个竖板(2122)铰接组成，所述竖板(2122)的底部具有与底部横板(2121)铰接的固定销轴，所述销轴穿过底部横板(2121)后与第二电机(211)的输出轴通过联轴器联结。
7.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述单臂摆动组件(22)包括单臂支撑件(221)和设置在载体框架平台(1)上的驱动装置(222)，所述单臂支撑件(221)的底部与框架平台(1)顶部固定件(11)转动连接，所述驱动装置(222)用于驱动所述单臂支撑件(221)前后摆动，所述驱动装置(222)与控制处理器连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述摆臂(31)为单臂或者双臂，当所述摆臂(31)为双臂时，对称设置在躯体机构(2)外两侧，相应的所述第一电机(32)为双向同步电机，且所述双向同步电机两侧的同步输出轴在与摆臂(31)连接时，其中部设置有支撑座(33)，所述支撑座(33)内嵌有滚动轴承用于与双向同步电机转动连接。
9.根据权利要求1～7任意一项所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人还包括：
10.根据权利要求9所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人还包括语音交互系统，所述语音交互系统包含语音接收器和语音播放器，所述语音接收器和语音播放器均与控制处理器连接，所述语音接收器用于获取语音命令并将语音命令转化成指令信号发送给控制处理器，所述控制处理器基于所述指令信号控制左、右驱动电机，使行走机器人前进、后退或者转弯。
...【技术特征摘要】
1.一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人包括载体框架平台(1)，所述载体框架平台(1)上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构(2)，所述躯体机构(2)的顶部设置有前后重心调节机构(3)，通过所述躯体机构(2)和/或前后重心调节机构(3)来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，所述载体框架平台(1)底部对称设有左行走轮(4)和右行走轮(5)，且在所述载体框架平台(1)上安装有用于独立驱动左行走轮(4)与右行走轮(5)相应的左、右驱电机，所述左、右驱电机分别与安装在载体框架平台(1)内的控制处理器连接，所述控制处理器与安装在载体框架平台(1)上的姿态传感器连接；
2.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，当所述行走机器人在抓取或运输负载时，所述控制处理器分别控制躯体机构(2)和前后重心调节机构(3)，以使所述躯体机构(2)摆动的方向与摆臂(31)旋转的方向相反，用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡。
3.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述躯体机构(2)为平行四连杆摆动组件(21)或者单臂摆动组件(22)，所述平行四连杆摆动组件(21)和单臂摆动组件(22)均设置有限位结构(6)，所述限位结构(6)用于限定平行四连杆摆动组件(21)或者单臂摆动组件(22)前后摆动时与行走机器人竖直中心线的极限夹角，以避免行走机器人失稳。
4.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述限位结构(6)包括至少两个限位块，且两个所述限位块固定安装在平行四连杆摆动组件(21)以及单臂摆动组件(22)前后摆动的夹角处。
5.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述平行四连杆摆动组件(21)由第二电机(211)和两个间隔设置的平行四连杆(212)组成，两个所述平行四连杆(212)的底边对称设置在载体框架平台(1)表面上，...
【专利技术属性】
技术研发人员：豆飞飞，董智，
申请(专利权)人：陕西伟景机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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