[发明专利]一种机器人有效

专利信息
申请号: 202010569310.0 申请日: 2018-06-27
公开(公告)号: CN111766877B 公开(公告)日: 2021-08-31
发明(设计)人: 侯涛刚;杨兴帮;蒋布辉;王田苗;梁建宏 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: G05D1/02 分类号: G05D1/02;B62D57/032
代理公司: 北京中济纬天专利代理有限公司 11429 代理人: 李会敬
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 机器人
【权利要求书】:

1.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括:

机器人行走时越过障碍物系统;

机器人本体(1),所述机器人行走时越过障碍物系统至少部分设置在所述机器人本体(1)上,所述机器人本体(1)上设置有行走装置(2),所述行走装置(2)能够使机器人以第一行走方式行走;

第一运动支腿(3),所述第一运动支腿(3)安装在所述机器人本体(1)上,所述机器人行走时越过障碍物系统中的第一探测装置(4)以及第二探测装置(5)安装在所述第一运动支腿(3)上;

第一运动驱动组件,所述第一运动驱动组件与所述第一运动支腿连接,所述运动驱动组件能够驱动所述第一运动支腿运动;

第二运动支腿(6),所述第二运动支腿(6)安装在所述机器人本体(1)上;

第二运动驱动组件,所述第二运动驱动组件与所述第二运动支腿连接,所述第二运动驱动组件能够驱动所述第二运动支腿运动;

总控制器,所述总控制器分别与第一运动驱动组件、第二运动驱动组件、动作命令模块以及探测装置位置变化命令模块连接,其中,

所述探测装置位置变化命令模块用于将第一探测装置位置改变信号传递给所述总控制器;

所述动作命令模块用于将第一翻越动作的命令、第一跨越动作的命令或第二翻越动作的命令中的一个传递给所述总控制器;

所述总控制器用于根据所收到的信号控制所述第一运动驱动组件和/或所述第二运动驱动组件工作,从而驱动第一运动支腿和/或第二运动支腿运动;

所述第一运动支腿运动和/或所述第二运动支腿运动,从而使所述机器人进行第一翻越动作、第一跨越动作、第二翻越动作或改变所述第二探测装置位置中的一种;

机器人在地面行走时的第一探测装置探测方向为前方向、机器人在地面行走时与前方向相反的方向为后方向、机器人在地面行走时与地面平行且与所述前方向垂直的方向为左方向或右方向、机器人在地面行走时的与前方向垂直且与左方向垂直的方向为上方向或下方向;

机器人的第一探测装置与疑似障碍在前方向的距离为第一探测距离;

机器人在地面行走时,第二探测装置的探测方向为朝向行走的地面设置,该方向为所述下方向,所述第二探测装置与疑似障碍在下方向的距离为第二探测距离;所述机器人用于实现如下方法:

预设第一探测距离值、第一翻越距离值、预设第一粗糙面阈值、第一跨越距离值、第二翻越距离值、第一间距值、第二探测距离值、第一预定运动轨迹;

在机器人行走过程中,通过第一探测装置探测机器人在所述第一探测距离值内探测在前方向上是否具有第一非正常信号和/或通过第二探测装置探测在第二探测距离值内下方向是否具有第二非正常信号;

当仅第一探测装置具有第一非正常信号时,机器人停止行走,机器人在前方向上遇到疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍获取第一疑似障碍信息,并将第一疑似障碍信息与第一翻越距离值和/或第一粗糙面阈值进行比对判断该疑似障碍的障碍种类,若该疑似障碍的种类为第一可翻越且需要翻越障碍,则使机器人进行第一翻越动作,从而翻越该障碍;

当仅第二探测装置具有第二非正常信号时,机器人停止行走,机器人在下方向遇到疑似障碍,通过第一探测装置与第二探测装置配合探测获取第二疑似障碍信息,并将第二疑似障碍信息与第一跨越距离值、第二翻越距离值、第一预定运动轨迹以及第一间距值中的一个或者多个结合进行比对判断该疑似障碍种类;

若该疑似障碍的种类为第一可跨越且需要跨越障碍,则使机器人进行第一跨越动作,从而跨越该障碍;

若该疑似障碍的种类为第二可翻越且需要翻越障碍,则使机器人进行第二翻越动作,从而翻越该障碍;

当仅第一探测装置具有第一非正常信号时,机器人停止行走,通过第一探测装置探测疑似障碍获取第一疑似障碍信息,机器人在前方向上遇到疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍,并将第一疑似障碍信息与第一翻越距离值和/或第一粗糙面阈值进行比对判断该疑似障碍的障碍种类,若该疑似障碍的种类为斜坡障碍时,使机器人继续行走过该斜坡障碍或使机器人改变行走路径;

当仅第一探测装置具有第一非正常信号时,机器人停止行走,机器人在前方向上遇到疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍获取第一疑似障碍信息,并将第一疑似障碍信息与第一翻越距离值和/或第一粗糙面阈值进行比对判断该疑似障碍的障碍种类,若该疑似障碍的种类为不可越障碍时,使机器人改变行走路径;

所述当仅第一探测装置具有第一非正常信号时,机器人停止行走,机器人在前方向上遇到疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍,通过第一探测装置探测疑似障碍获取第一疑似障碍信息,并将第一疑似障碍信息与第一翻越距离值和/或第一粗糙面阈值进行比对判断该疑似障碍的障碍种类具体为:

使第一探测装置自探测到非正常信号的位置处向上方向做直线运动,并且向上方向运动过程中,以每隔预定距离探测一次的方式向前方向进行探测从而获取信号,并判断每次获得的信号是否为第一非正常信号,若是,则继续探测直至判断为否或达到第一探测装置的最大运动距离;若否,则自获取的第一次第一非正常信号至最后一次获取的第一非正常信号之间的第一探测装置所运动的距离为疑似障碍在上方向的测量尺寸以及在探测测量尺寸的同时,第一探测装置能够在每次获得信号时获取第一探测装置与疑似障碍在前方向的距离值;所述测量尺寸以及第一探测装置能够在每次获得信号时获取第一探测装置与疑似障碍在前方向的距离值为第一疑似障碍信息;

当探测到的疑似障碍在上方向的测量尺寸小于或等于所述第一翻越距离值且第一探测装置与疑似障碍在前方向的距离值不变或具有不连续的变化且每次变化值小于第一粗糙面阈值时,则判断该疑似障碍种类为可跨越且需要跨越障碍;

当第一探测装置在运动过程中,以每隔预定距离探测一次的方式进行探测时,每次探测到的第一探测装置与疑似障碍在前方向的距离值均有变化,该变化为连续变化且每两次相邻的变化的差值小于预设第一粗糙面阈值时,则判断该疑似障碍种类为斜坡障碍;

当探测到的疑似障碍的测量尺寸大于所述第一翻越距离值或达到第一探测装置的最大运动距离时,则判断该疑似障碍种类为不可越障碍。

2.如权利要求1所述的机器人,其特征在于,

所述第一运动驱动组件包括第一舵机(7)、第二舵机(8)以及第三舵机(9);

所述第一运动支腿(3)包括第一运动支腿第一段(31)、第一运动支腿第二段(32)、第一运动支腿第三段(33);

所述第一舵机(7)设置在机器人本体(1)上;

所述第一运动支腿第一段(31)与所述第一舵机(7)的输出端连接,且能够绕所述第一舵机(7)的输出端旋转;

所述第二舵机(8)设置在所述第一运动支腿第一段(31)上;

所述第一运动支腿第二段(32)与所述第二舵机(8)的输出端连接,所述第一运动支腿第二段(32)能够绕所述第二舵机(8)的输出端旋转;

所述第三舵机(9)设置在所述第一运动支腿第二段(32)上;

所述第一运动支腿第三段(33)与所述第二舵机(8)的输出端连接,所述第一运动支腿第三段(33)能够绕所述第三舵机(9)的输出端旋转;

所述第一探测装置(4)安装在所述第一运动支腿第三段(33)上;所述第二探测装置(5)安装在所述机器人本体(1)上;

所述第二运动驱动组件包括第四舵机(10)、第五舵机(11);

所述第二运动支腿(6)包括第二运动支腿第一段(61)、第二运动支腿第二段(62);

所述第四舵机(10)安装在所述机器人本体上;

所述第二运动支腿第一段(61)与所述第四舵机(10)的输出端连接,所述第二运动支腿第一段(61)能够相对所述第四舵机(10)的输出端旋转;

所述第五舵机(11)安装在所述第二运动支腿第一段上;

所述第二运动支腿第二段(62)与所述第五舵机(11)的输出端连接,所述第二运动支腿第二段(62)能够相对所述第五舵机(11)的输出端旋转;

第一滑轮组(12),所述第一滑轮组安装在所述第一运动支腿第三段(33)上;

第二滑轮组(13),所述第二滑轮组安装在所述第二运动支腿第二段(62)上;其中,

所述第一滑轮组(12)以及所述第二滑轮组(13)配合,从而能够使所述机器人以第二行走方式行走。

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