[發明專利]一種全地形移動探測機器人

有效

• 申請號: 201810677692.1
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108556939B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 侯濤剛;楊興幫;張佳楠;王田苗;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B62D55/04
• 分類號: B62D55/04;B25J5/00;B25J19/02;B25J9/16
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理有限公司 11552
• 代理人: 華冰;趙亮

本發明中的全地形移動探測機器人，采用輪式結構在平坦的路面行走，采用履帶式結構在復雜的路面行走，包括輪式組成部分、車體、底盤系統、舵機系統、控制器、環境探測系統、電源系統以及驅動電機，所述車體位于所述底盤系統的上方；所述驅動電機包括輪式驅動電機和履帶式底盤驅動電機；所述底盤系統包括履帶、同步帶輪、底盤支撐架和履帶式底盤驅動電機，所述同步帶輪包括主動輪和從動輪，所述履帶式底盤驅動電機安裝在底盤支撐架上，所述同步帶輪的主動輪與所述履帶式底盤驅動電機的輸出軸相連，所述履帶與所述同步帶輪嚙合，帶動履帶運動。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其是涉及一種全地形移動探測機器人。

背景技術

目前，機器人底盤通常采用履帶式和/或輪式，其中采用履帶式機械對復雜路面具有強大的通過能力，但其對平坦路面則無法快速通過。而輪式機械雖然能夠快速通過平坦路面，但對較復雜路面，例如，草叢，碎石路，沼澤等路面只能望而卻步。因此，使機器人自主地對陌生環境進行探測以及在保證其自身安全的前提下憑借自身力量跨越一些溝壑甚至攀爬或跨下懸崖，是機器人領域中需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提出一種全地形移動探測機器人，其采用履帶式與車輪式相結合的方式，使本發明中的全地形移動探測機器人能夠完成履帶式到輪式結構的互相切換，即其在平坦的路面采用輪式運動，通過前后兩個支架支撐起所述全地形移動探測機器人整個身體，并且能夠實現快速無障礙的通過；其在復雜路面采用履帶式結構，借助傳感器獲取路況信息進而利用單片機系統對所獲取的信息進行分析，根據分析結果避開不能越過的障礙物，對其能夠跨過的障礙物采取適當的動作進行跨越；本發明中的全地形移動探測機器人通過聯合控制不同組的舵機轉動，把機器人底盤升起或降低以便能夠抬高或降低其自身高度，并且在翻倒的情況下能夠自動恢復正常姿態。

本發明的技術方案如下：

一種全地形移動探測機器人，采用輪式結構在平坦的路面行走，采用履帶式結構在復雜的路面行走，其包括輪式組成部分、車體、底盤系統、舵機系統、控制器、環境探測系統、電源系統以及驅動電機，所述車體位于所述底盤系統的上方；所述驅動電機包括輪式驅動電機和履帶式底盤驅動電機；所述底盤系統包括履帶、同步帶輪、底盤支撐架和履帶式底盤驅動電機，所述同步帶輪包括主動輪和從動輪，所述履帶式底盤驅動電機安裝在底盤支撐架上，所述同步帶輪的主動輪與所述履帶式底盤驅動電機的輸出軸相連，所述履帶與所述同步帶輪嚙合，帶動履帶運動；所述輪式組成部分包括第一支架、第二支架、第一車輪和第二車輪，所述第一支架和第二支架分別位于履帶式車體的兩端部，所述第一支架和第二支架具有預設長度，并且所述第一支架和所述第二支架均能夠進行旋轉，其配置用于支撐所述車體，所述第一車輪設置在所述第一支架遠離所述車體的第一支架的端部，且所述第二車輪設置在所述第二支架遠離所述車體的第二支架的端部；以及所述輪式驅動電機第一輪式驅動電機和第二輪式驅動電機且所述第一車輪為主動車輪，所述第一車輪依靠所述第一輪式驅動電機和所述第二輪式驅動電機進行驅動；所述舵機系統包括第一舵機、第二舵機、第三舵機、第四舵機、第五舵機和舵機控制器，所述舵機控制器控制所述各舵機的動作，且所述第四舵機和所述第二舵機的扭力大于所述第三舵機和第一舵機的扭力；所述環境探測系統包括第一超聲波測距傳感器和第二超聲波測距傳感器和第三超聲波測距傳感器，所述第一超聲波測距傳感器設置在第一支架與第一車輪連接處；所述角度傳感器設置在所述車體的內部；所述控制器的主控板通過接收所述超聲波傳感器反饋的距離信息來判斷環境信息；主控板通過接收角度傳感器反饋的角度信息來判斷機器人自身的姿態，從而完成自身的正常姿態自動恢復；所述電源系統為降壓供電系統。

優選地，所述履帶式底盤驅動電機包括第一履帶式底盤驅動電機和第二履帶式底盤驅動電機，所述履帶包括第一履帶和第二履帶，所述同步帶輪包括第一同步帶輪和第二同步帶輪，所述底盤支撐架包括第一底盤支撐架和第二底盤支撐架，其分別位于車體下方的兩側；所述各底盤支撐架分別位于各履帶的內側，所述兩個履帶式底盤驅動電機分別安裝在各自的底盤支撐架上，所述各底盤支撐架通過連接件連接至所述車體下方。