[发明专利]一种跨越障碍机器人及其越障方法

说明书

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种跨越障碍机器人，包括机器人本体、驱动轮、升降机构、支撑爪，所述驱动轮通过升降机构连接到机器人本体，驱动轮包括至少前后设置的两组，所述支撑爪设置在机器人本体上两组驱动轮中间，能自由伸缩，支撑爪包括至少前后设置的两组。本发明机器人具有越障能力强、适用范围广的优点。

技术领域

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种跨越障碍机器人及其越障方法。

背景技术

现有机器人主要为履带结构或轮式结构，但是该结构越障能力不强；现有机器人还有腿型结构，但是该结构稳定性不高，行走过程中容易翻倒或倾覆。

申请号为“201710422620.8”的中国发明专利公开了一种“能翻越障碍的机器人”，通过设置三个升降机构，使得主动轮和被动轮可以任意的抬起，从而通过交替的抬起主动轮和被动轮，使得整体越过障碍，具有越障能力不受驱动轮大小限制，能几乎能翻越与自身等高的障碍的优点。但是该发明技术方案在机器人翻越障碍过程，尤其是在前轮或后轮抬起的时候，机器人本体重心会因支撑轮的变化而变得不稳，容易翻倒或倾覆。

申请号为“201610858718.3”的中国发明专利公开了一种“无障碍智能机器人”，通过第二动力装置带动机器人运行，第一动力装置带动三角架和固定板移动，机器人向上运动则三角架向上运动，机器人向下运动则三角架向上运动，使机器人的重心始终在最高点，这样增加爬坡的坡度，智能机器人可以无障碍运行。但是该发明技术方案只对爬斜坡的工作条件适用性较好，对于凸起的障碍以及阶梯型障碍无法适用，适用性不广。

申请号为“201710433819.0”的中国发明专利公开了一种“移动机器人及该移动机器人跨越障碍物的方法”，通过控制单元依据感知数据控制移动机器人以第一旋转方向旋转第一角度，并控制第一驱动轮对第一障碍物进行跨越；控制单元控制移动机器人以第二旋转方向旋转第二角度，并控制第二驱动轮对第一障碍物进行跨越。但是该发明技术方案主要依靠驱动轮的相对旋转来实现，对于大型凸起障碍物、坑道障碍以及阶梯障碍无法有效跨越。

发明内容

作为本发明的一方面，提供一种跨越障碍机器人，具有越障能力强、适用范围广的优点。

一种跨越障碍机器人，包括机器人本体、驱动轮、升降机构、支撑爪，所述驱动轮通过升降机构连接到机器人本体，驱动轮包括至少前后设置的两组，所述支撑爪设置在机器人本体上两组驱动轮中间，能自由伸缩，支撑爪包括至少前后设置的两组。

机器人在平地上通过两组驱动轮行驶，一般情况下，升降机构使机器人本体保持处于最低的高度，重心降低，行驶平稳。

遇到稍高一些的障碍或陡坡障碍时，机器人驱动轮直接跨越障碍不过，通过支撑爪的伸出，驱动轮前轮离地，驱动轮后轮提供向前运动的动力，机器人本体越过障碍物。

遇到更高一些的障碍或陡阶梯障碍时，通过支撑爪前爪的伸出，驱动轮前轮离地，驱动轮后轮提供向前运动的动力，机器人本体跨越障碍到中途，接着支撑爪的前爪收缩，驱动轮前轮着地，支撑爪的后爪伸出，驱动轮后轮离地，驱动轮前轮提供向前运动的动力，机器人本体完全跨越障碍。

遇到很窄的坑道时，驱动轮直接从坑道上压过，机器人跨越障碍。

遇到较宽的坑道时，通过支撑爪前爪的伸出，驱动轮前轮离地，驱动轮后轮提供向前运动的动力，机器人本体跨越障碍到中途，接着支撑爪的前爪收缩，驱动轮前轮着地，支撑爪的后爪伸出，驱动轮后轮离地，驱动轮前轮提供向前运动的动力，机器人本体完全跨越障碍。

所述机器人本体，可以为各种任意形状和结构，包括圆盘形、方箱形、类圆柱形、拟人形、坦克形、底盘与机械手组合形。

所述机器人本体的形状，优选具有对称的结构，机器人本体的重心位于驱动轮的中间、位于支撑爪的中间。