[發(fā)明專利]采用四個麥克納姆輪的機器人自動回充方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810054779.3
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108415416A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惲為民;楊超;龐作偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海未來伙伴機器人有限公司;未來伙伴機器人（常州）有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了采用四個麥克納姆輪的機器人自動回充方法，包括：在充電座上設(shè)置多個信號發(fā)射器；利用紅外檢測機器人的麥克納姆輪相對所述發(fā)射區(qū)域的位置；當機器人的處于充電座的發(fā)射區(qū)域時，計算機器人驅(qū)動的速度，并驅(qū)動機器人整體向充電座做一段直線運動。通過麥克納姆輪底盤的運動控制，在機器人自動回充的運動過程中將機器人的運動簡化為縮小垂直距離、調(diào)整中心偏差和調(diào)整角度偏差三個部分。有效避免了傳統(tǒng)兩輪差速的運動控制方式的復(fù)雜性和低效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人的充電裝置，尤其涉及采用四個麥克納姆輪的機器人自動回充方法。

背景技術(shù)

機器人的自動回充技術(shù)是通過充電基座持續(xù)地發(fā)出信號，然后由機器人機體上的接收器根據(jù)信號反饋來進行定位，從而實現(xiàn)機器人的全自主回充功能.

傳統(tǒng)方式中，機器人在自動回充的過程中根據(jù)紅外信號的反饋不斷調(diào)整機器人的運行狀態(tài)，紅外接收器在旋轉(zhuǎn)掃描時，帶著接收器方向標記一起旋轉(zhuǎn)。當接到紅外信號，紅外接收器停止旋轉(zhuǎn)，啟動運動方向與紅外掃描方向檢測裝置檢測夾角，并根據(jù)一定算法判斷夾角進行車身調(diào)整，控制移動和轉(zhuǎn)向。當夾角減小到一定角度，小車停止轉(zhuǎn)動和行進，完成第一個“方向調(diào)整”動作，然后啟動紅外接收器繼續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描，直到接收器接收到下個紅外信號，系統(tǒng)再次檢測夾角，車體完成第二個“方向調(diào)整”動作，整個過程周而復(fù)始。在小車完成若干個“方向調(diào)整”動作后，方向夾角越來越小，小車行進速度也越來越快。當接收器檢測到夾角為零，小車前進較長距離，然后接收器繼續(xù)檢測方向夾角是否錯誤，有錯繼續(xù)調(diào)整，無錯則快速行進。由于常規(guī)底盤的運動算法只能通過差速調(diào)節(jié)車體的角度狀態(tài)或?qū)崿F(xiàn)左右偏移，每當機器人檢測到車體與充電座的相對位置產(chǎn)生誤差時，機器人都需要微調(diào)車體與充電座的相對位置。上述方案導(dǎo)致了車體在自動回充時運動效率太低，不利于機器人在低電壓時快速、準確的返回充電座，實現(xiàn)自動回充功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提出一種采用四個麥克納姆輪的機器人自動回充方法，采用四個麥克納姆輪的機器人自動回充方法，其特征在于，包括：

在充電座上設(shè)置多個信號發(fā)射器；

利用紅外檢測機器人的麥克納姆輪相對所述發(fā)射區(qū)域的位置；

當機器人的處于充電座的發(fā)射區(qū)域時，計算機器人驅(qū)動的速度，并驅(qū)動機器人整體向充電座做一段直線運動。

進一步地，將發(fā)射信號器的發(fā)射區(qū)域分為由上至下依次相鄰的第一區(qū)域，第二區(qū)域，第三區(qū)域，第四區(qū)域；

進一步地，當機器人處于第一區(qū)域或第四區(qū)域時，驅(qū)動所述機器人根據(jù)紅外的反饋信號執(zhí)行豎直平移，直至所述機器人的中心點與所述充電座的充電位置的中心點一致。

進一步地，當機器人處于第二區(qū)域或第三區(qū)域時，驅(qū)動機器人整體向充電座做一段直線運動。

進一步地，所述直線運動中，所述四個麥克納姆輪的轉(zhuǎn)速與機器人整體速度的關(guān)系為：

其中，其中為ω為麥克納姆輪的轉(zhuǎn)速，v為機器人整體速度，θ為麥克納姆輪與所述充電座平面的中心線的夾角，a為麥克納姆輪的中心平面與所述充電座平面的平面偏置角。

進一步地，檢測機器人的位置平面與所述發(fā)射區(qū)域的平面的偏轉(zhuǎn)夾角，當該偏轉(zhuǎn)夾角為零度時，利用超聲波傳感的反饋信號調(diào)整自旋角度。

通過麥克納姆輪底盤的運動控制，在機器人自動回充的運動過程中將機器人的運動簡化為縮小垂直距離、調(diào)整中心偏差和調(diào)整角度偏差三個部分。有效避免了傳統(tǒng)兩輪差速的運動控制方式的復(fù)雜性和低效性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的說明示意圖。