[實用新型]一種機器人控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720190383.2
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN207240187U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高源
• 申請（專利權(quán)）人: 大陸智源科技（北京）有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J5/00;B25J19/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型為提供一種機器人控制系統(tǒng)，尤其是可在各種條件運行時具有穩(wěn)定的機身，且在三個軸向轉(zhuǎn)動時，機器人控制系統(tǒng)的頭部能夠有角度穩(wěn)定性的機器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安防監(jiān)控用機器人控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、反恐、防爆、空間探測等各個領(lǐng)域，有著非常廣闊的應(yīng)用。傳統(tǒng)上的安防監(jiān)控用機器人控制系統(tǒng)的硬件云臺包括了三輪底盤及四輪底盤。三輪底盤及四輪底盤包括不同的傳動系統(tǒng)，可使用兩主動輪驅(qū)動、三主動或是四主動輪驅(qū)動系統(tǒng)。底盤部份可配合使用全向輪(Omni wheel)或是麥克納姆輪(Mecanum wheel)搭配而實現(xiàn)萬向移動的功能。

麥克納姆輪是一種可以實現(xiàn)前行、斜行、橫移及旋轉(zhuǎn)或是其組合等運動方式，可全方位移動的輪子，該輪的特點是以傳統(tǒng)車輪的基礎(chǔ)上，在輪緣上再沿與軸線成45°方向安裝若干可以自由旋轉(zhuǎn)的小滾筒，于車輪滾動時，小滾軸就會產(chǎn)生測向運動而形成不同方向的組合力。通過麥克納姆輪將力組合使用和控制，可以使車體產(chǎn)生任意方向移動和轉(zhuǎn)動。但此輪僅能適用在卡車或是大型車輛上，且此輪行走速度較慢，故用于機器人控制系統(tǒng)上會有移動困難的問題。

中國實用新型專利第CN 104714550A號揭示一種用于防控之機器人控制系統(tǒng)。其使用麥克納姆輪構(gòu)成之四輪底盤，加上可移動的頸部裝置及頂部攝像頭構(gòu)成可在定點范圍內(nèi)進行電力設(shè)備的巡檢各種物理量的防控機器人控制系統(tǒng)。但是此裝置移動時需要配合磁道進行，僅能單向行走，且頂部攝像頭僅能進行小角度移動，故增加在拍攝時的困難度，且需增加防控之機器人控制系統(tǒng)操作云臺的數(shù)量，相對不便。

另外，美國公告專利第US 8644991B2號揭示一種用于軍事安防之機器人控制系統(tǒng)。其不需要安裝磁道機身即可移動，并具有爬樓梯(爬坡)功能，另配合有頂部之?dāng)z像頭及頸部的折迭伸縮功能，可在機體行進間調(diào)整整個機身的質(zhì)心并調(diào)整攝像高度及位置，讓移動時機身保持穩(wěn)定不翻倒。且使用六輪傳動增強移動性及地形適應(yīng)性。但是此實用新型具有以下缺點：1.爬坡能力低于40度，爬坡能力較差。 2.雖然配具六輪，但是輪字的移動受限于履帶及底盤的控制，故旋轉(zhuǎn)能力較無履帶限制的一般六輪傳動車差。3.僅能進行折迭式伸縮攝像頭，但折迭式伸縮器使用時占據(jù)體積，且遇到障礙物時伸展困難，且伸縮器較為笨重，收藏不易。

綜上所述，現(xiàn)有機器人控制系統(tǒng)的平臺在設(shè)計上主要存在行動能力問題，比如爬坡能力差，越障能力差，無法高速行走等。除了底盤因素外，質(zhì)心過高無法在傾斜等狀態(tài)下運作亦為機器人控制系統(tǒng)行動緩慢的原因。若無法保持機器人控制系統(tǒng)的機身穩(wěn)定，則保證機器人控制系統(tǒng)工作順暢。比如獲取影像是現(xiàn)在大部分機器人控制系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，因為現(xiàn)有機器人控制系統(tǒng)在減震和通過性以及因為結(jié)構(gòu)造成的身體不夠平穩(wěn)的缺陷而無法持續(xù)穩(wěn)定獲取圖像。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供一種機器人控制系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)具有機身，機身含有頭部、頸部、主體部、底盤部及輪胎部，頭部與頸部樞接、頸部與主體部樞接，主體部設(shè)置于底盤部上以及輪胎部設(shè)置于底盤部下方用以轉(zhuǎn)動讓機器移動，包含：頸部操作裝置，用以控制機器人的頭部在頸部上轉(zhuǎn)動；第一升降調(diào)整裝置，利用頸部操作裝置控制第一升降調(diào)整裝置調(diào)整機器人的頭部的高度以及機器人前后伸展的重心位置；第二升降調(diào)整位置，利用頸部操作裝置控制第二升降調(diào)整裝置調(diào)整機器人的主體部的高度，并配合第一升降調(diào)整裝置可同步或是非同步地調(diào)整機器人的機身高度。穩(wěn)定裝置，利用頸部操作裝置控制穩(wěn)定裝置以穩(wěn)定機身在機器人運動時的保持水平狀態(tài)；以及主動懸掛裝置，利用頸部操作裝置控制主動懸掛裝置以使得每一懸掛于底盤部的的輪子的高度可以適應(yīng)地面變化。

優(yōu)選的，機器人控制系統(tǒng)還包括視覺裝置設(shè)置于頭部。

優(yōu)選的，機器人控制系統(tǒng)還包括視覺裝置產(chǎn)生俯仰角度及俯仰角速度的頸部控制訊號至頸部操作裝置用以控制頸部的運動方向。

優(yōu)選的，機器人控制系統(tǒng)的底盤部更包含感知裝置，用以偵測機器人在運行時底盤部遇到的障礙物。

優(yōu)選的，底盤部在爬升時的斜坡傾斜角為40度至80度。

優(yōu)選的，底盤部用于平面移動及階梯式上下移動。

優(yōu)選的，底盤部進行爬升動作時系包括利用頸部操作裝置調(diào)整每一輪胎部與主動懸掛裝置的相對位置及同步或異步地調(diào)整頸部的高度。

優(yōu)選的，機器人控制系統(tǒng)還包括底盤部運動時，可分為360度直行模式和轉(zhuǎn)彎模式。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)彎模式下，每一輪胎部的轉(zhuǎn)彎角度是根據(jù)機身寬度、輪胎部的行走速度及兩兩輪胎部之間的距離運算而得。