[发明专利]一种用于环境感知的模块化全方位移动机器人

说明书

本发明提供一种用于环境感知的模块化全方位移动机器人，包括机器人本体、Mecanum轮式运动模块、传感模块、可交互模块和控制器。所述Mecanum轮式运动模块支撑机器人本体。所述传感模块包含位姿估算子模块、立体环境感知子模块、电源管理模块。所述控制器用于接收所述传感模块信号，经数据处理后向Mecanum轮式运动模块发送运动控制指令实现所述机器人本体的运动。所述可交互模块包含无线路由器和手机终端，用于实现手机终端对于所述机器人本体的运动控制和状态监控。本发明解决了安装麦克纳姆轮的移动机器人在越障时存在的单侧车轮悬空问题，避免进而引起的车轮加速磨损问题。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种用于环境感知的模块化全方位移动机器人。

背景技术

工作在空间狭窄拥挤和障碍较多环境中的移动机器人，要求有较好的灵活性，目前多数移动机器人采用两轮差速的方式来实现零转弯半径来保证机器人的灵活性。但是，这种方式也只能实现旋转和前后移动两个自由度，无法实现真正意义上的三自由度全方位移动。基于麦克纳姆轮的移动机器人平台可以实现全方位移动的功能，但是由于麦克纳姆轮采用硬质橡胶材料，不容易发生形变，采用多个麦克纳姆轮底盘结构时，如果遇到不平路况会出现单个车轮悬空现象，这样会导致机器人的运动跑偏，并且会引起单侧轮受压严重，加速磨损，进而影响到车轮的寿命。

伴随着技术的发展和进步，移动机器人会逐渐走进大众家庭，因此要求机器人对环境有足够的理解能力，现有的单一传感器对环境理解获取数据量少、精度较差，并且要求便捷高效的可交互性能，正常情况下通常采用电脑终端对机器人进行管理和操控，这种方法操作较为繁琐，操作的灵活性和便捷性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种用于环境感知的模块化全方位移动机器人，采用模块化的设计思想，解决了安装麦克纳姆轮的移动机器人在越障时存在的单侧车轮悬空问题，避免进而引起的车轮加速磨损问题，同时也解决了目前通过电脑和机器人交互所存在的操作繁琐、便捷性差的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种用于环境感知的模块化全方位移动机器人，包括机器人本体、Mecanum轮式运动模块、传感模块、可交互模块和控制器5；所述Mecanum轮式运动模块支撑机器人本体，所述控制器5分别与传感模块、可交互模块和Mecanum轮式运动模块相连接；所述控制器5用于接收所述传感模块信号，经过数据处理以后对所述Mecanum轮式运动模块发送运动控制指令实现所述机器人本体的运动；所述可交互模块用于向控制器5发送控制指令，所述控制器5向可交互模块反馈所述机器人本体当前的状态。

进一步地，所述机器人本体包括车身总成、车架1、两个独立悬架模块2、四个轮系模块3，所述四个轮系模块3包括两个前轮系模块和两个后轮系模块，其中两个前轮系模块直接固定到车架1上，两个后轮系模块通过独立悬架模块2固定到车架1，车身总成固连到车架1上。

进一步地，所述独立悬架模块2包括连接支架2-3、角板2-4、升降螺板2-2、升降调节杆2-1、导向杆2-7、自润滑轴承2-8、弹簧轴2-10、减震弹簧2-9、导向套筒2-6和限位组件2-5；其中连接支架2-3用于连接所述车架1和所述独立悬架模块2，并且所述连接支架2-3用于固定升降螺板2-2，同时所述连接支架2-3通过U形槽连接角板2-4；所述升降调节杆2-1连接升降螺板2-2和角板2-4；所述弹簧轴2-10上部连接限位组件2-5和锁紧螺母，底部平面用于连接独立悬架模块2和轮系模块3；所述导向套筒2-6固定在角板2-4上；所述减震弹簧2-9放置在角板2-4和弹簧轴2-10之间；所述导向杆2-7固连到弹簧轴2-10底部的平面上；所述自润滑轴承2-8固连到角板2-4上。