[发明专利]一种履带式蛇形机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种履带式蛇形机器人，其特征在于，包括：多个框架、具有距离传感器、反射器及控制器的控制系统、具有电机、履带、从动轮的运动系统；多个框架包括头框架、尾框架及位于头框架和尾框架之间的至少一个中间框架；多个框架还包括可360度旋转的球型连接结构，每相邻的两个框架通过球型连接结构相连接；中间框架包括行驶时面向地面的爬行端、前端及后端；头框架包括爬行端及与其相邻后一个中间框架前端形状大小一致的后端；尾框架包括爬行端及与其相邻前一个中间框架后端形状大小一致的前端；前端和后端均具有左边缘及右边缘；距离传感器包括位于前端左边缘的左距离传感器及位于前端右边缘的右距离传感器；反射器包括位于后端左边缘的左反射器及位于后端右边缘的右反射器；控制器包括位于头框架的主控制器、位于中间框架及尾框架的从控制器；从动轮包括位于头框架的左从动轮及右从动轮；履带包括位于中间框架及尾框架的左履带和右履带；电机具有为对应的电机提供电能的电池组，电机包括位于头框架的控制左从动轮转向、位于中间框架和尾框架的控制左履带运动的左电机，电机还包括位于头框架的控制右从动轮转向、位于中间框架和尾框架的控制右履带运动的右电机；左反射器用于反射与其相邻后一个框架前端的左距离传感器发射的信号，右反射器用于反射与其相邻后一个框架前端的右距离传感器发射的信号；左距离传感器用于发射信号到与其相邻前一个框架后端的左反射器及接收与其相邻前一个框架后端左反射器的反射信号并将由发射的信号和接收的反射信号得到的左距离信号发送到对应的从控制器；右距离传感器用于发射信号到与其相邻前一个框架后端的右反射器及接收与其相邻前一个框架后端右反射器的反射信号并将由发射的信号和接收的反射信号得到的右距离信号发送到对应的从控制器；主控制器用于发送指令到从控制器及通过电机控制从动轮转向，具体为：主控制器接收转向指令并根据转向指令通过控制从动轮的电机执行转向指令，主控制器将接收到的非转向指令直接发送到从控制器；从控制器用于接收及执行主控制器发送的指令，从控制器还用于接收及处理距离传感器发送的距离信号并根据处理的结果通过电机控制履带的运动，具体为：若从控制器接收主控制器发送的指令则通过控制履带的电机执行接收的指令；若从控制器接收左距离传感器发送的左距离信号和右距离传感器发送的右距离信号，则将当前接收的左距离信号和右距离信号处理为当前的左距离值和右距离值，从控制器比较左距离传感器至对应左反射器的当前左距离值和右距离传感器至对应右反射器的当前右距离值，从控制器根据当前的比较结果通过控制履带的电机缩小后续左距离值和右距离值的差距；运动系统包括电机、履带及从动轮；从动轮的旋转轴与头框架的爬行端平行，从动轮用于控制头框架前行的方向；左履带与右履带平行设置，其中位于爬行端下方的一部分履带与位于对应框架内的另一部分履带往复运动时驱动对应的框架运动。

2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，主控制器将接收到的包括行驶、停止、加速、减速的指令发送到从控制器，从控制器执行主控制器发送的指令。

3.一种履带式蛇形机器人控制方法，其特征在于，包括：

提供如上述的蛇形机器人，获取所述框架前端左边缘至其相邻前一个框架后端左边缘的当前左距离值、获取所述框架前端右边缘至其相邻前一个框架后端右边缘的当前右距离值，对比所述当前左距离值和所述当前右距离值，根据对比结果通过控制所述履带的所述电机缩小后续左距离值和后续右距离值的差距；

提供转向指令，根据转向指令通过控制所述从动轮的所述电机执行转向指令。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

通过所述距离传感器及对应的所述反射器获取所述当前左距离值和所述当前右距离值。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述根据对比结果通过控制所述履带的所述电机缩小后续左距离值和后续右距离值的差距的步骤，具体为：

若当前左距离值大于当前右距离值，则通过控制所述左履带的所述左电机使左履带加速，或通过控制所述右履带的所述右电机使右履带减速，缩小后续左距离值和后续右距离值的差距；若当前右距离值大于当前左距离值，则通过控制所述右履带的所述右电机使右履带加速，或通过控制所述左履带的所述左电机使左履带减速，缩小后续左距离值和后续右距离值的差距。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述根据转向指令通过控制所述从动轮的所述电机执行转向指令的步骤，具体为：

若指令为前行，则通过控制所述从动轮的所述电机使左右从动轮平行向前；若指令为左转，则通过控制所述从动轮的所述电机使左右从动轮平行向左转；若指令为右转，则通过控制所述从动轮的所述电机使左右从动轮平行向右转。