[发明专利]一种爬坡机器人

说明书

本发明公开了一种爬坡机器人，包括基座、安装于所述基座底部的支架、安装于所述支架上的多组轮组总成，每组轮组总成包括人字轮架、安装在人字轮架尖端顶部的转角电机、安装在人字轮架底部的两个车轮、每个车轮各自连接的伺服电机以及每个伺服电机各自连接的伺服电机驱动器，所述基座内安装有控制器，每个所述伺服电机驱动器均与所述控制器通信连接，所述基座上安装有电动云台，所述电动云台上安装有摄像头，所述电动云台和摄像头均与控制器通信连接，所述基座内还设置有蓄电池，所述蓄电池通过控制器为转角电机、伺服电机、电动云台和摄像头提供工作电压。本发明一种爬坡机器人，不仅能在平坦地面上行驶，还能在阶梯式坡上爬行，有助于提高巡检全面性。

技术领域

本发明涉及巡检机器人领域，具体涉及一种爬坡机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，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。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

巡检机器人是帮助人类进行巡检的机器装置。巡检机器人在工作的过程中，遇到非平面路面的时候就会遇到行走障碍，因此，现有的巡检机器人通常只能在平坦的路面上行走，遇到阶梯的坡面，就会出现停滞不前的问题。为此，有必要提出一种爬坡机器人。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种爬坡机器人，不仅能在平坦的地面上行走，还能进行爬坡。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种爬坡机器人，包括基座、安装于所述基座底部的支架、安装于所述支架上的多组轮组总成，每组所述的轮组总成包括人字轮架、安装在人字轮架尖端顶部的转角电机、安装在人字轮架底部的两个车轮、每个车轮各自连接的伺服电机以及每个伺服电机各自连接的伺服电机驱动器，所述的基座内安装有控制器，每个所述的伺服电机驱动器均与所述的控制器通信连接，所述的基座上安装有电动云台，所述的电动云台上安装有摄像头，所述的电动云台和摄像头均与控制器通信连接，所述的基座内还设置有蓄电池，所述的蓄电池通过控制器为转角电机、伺服电机、电动云台和摄像头提供工作电压；

所述控制器(6)接收所述摄像头(5)采集的外部场景图像，对所述外部场景图像进行障碍物识别，根据障碍物识别的结果输出控制信号至所述伺服电机驱动器(34)，使所述伺服电机驱动器(34)驱动所述伺服电机(33)运转；

其中，所述控制信号通过以下步骤计算获得：

第一步，接收所述摄像头(5)采集的外部场景图像p(x,y)，1≤x≤X，1≤y≤Y，所述外部场景图像的像素量为X×Y，提取其中代表障碍物边缘的特征点，获取所述特征点的坐标为T(x,y)；

第二步，计算由所述各特征点T(x,y)包围的图像区域占所述外部场景图像中的位置；

第三步，获取所述摄像头(5)采集的上一外部场景图像p′(x′,y′)中的各特征点T′(x′,y′)，计算第二步中所述各特征点T(x,y)相对上一外部场景图像p′(x′,y′)中各特征点T′(x′,y′)的位移量

第四步，根据所述位移量Δt计算控制信号的占空比按照该占空比PWM(t)产生所述控制信号；其中，比例系数K_p、积分系数K_i、微分系数均K_d由预先的训练获得，或由经验设置；

第五步，当所述各特征点T(x,y)包围的图像区域占所述外部场景图像的位置偏向所述外部场景图像的左侧时，输出所述控制信号至左侧车轮所对应的所述伺服电机驱动器(34)；当所述各特征点T(x,y)包围的图像区域占所述外部场景图像的位置偏向所述外部场景图像的右侧时，输出所述控制信号至右侧车轮所对应的所述伺服电机驱动器(34)。

进一步，所述的第一步中，所述特征点的坐标T(x,y)由如下步骤计算获得：