[發明專利]一種智能多地形勘察機器人及其勘察方法

在審

• 申請號: 202010879076.1
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN112077844A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 徐榮
• 申請（專利權）人: 南京涵銘置智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;B25J19/02;B62D57/02
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 張磊

1.一種智能多地形勘察機器人，其特征是包括：

自平衡機身，包括由多個U形鋼板相互轉動連接而成的柔性軀干，鉸接在所述柔性軀干一端預定位置處的調節支撐腿，以及連接所述調節支撐腿和柔性軀干的平衡感應組件；所述柔性軀干呈Y形，包括長桿，與所述長桿的中部鉸接的一對短桿，以及固定在所述長桿一端、且與之垂直的轉接桿；所述柔性軀干上設有多個蜂窩孔；所述長桿與短桿的鉸接處設有轉動阻尼器；所述長桿的一端固定有快速響應舵機，所述快速響應舵機的輸出軸安裝有第一齒輪，所述轉接桿上轉動連接有U形關節，所述U形關節與轉接桿的連接處設有雙向推力角接觸球軸承，所述雙向推力角接觸球軸承上過盈安裝有轉軸，所述轉軸上安裝有第二齒輪，所述第二齒輪與所述第一齒輪嚙合；所述調節支撐腿通過伺服電機與所述U形關節轉動連接；所述伺服電機與U形關節之間設有光電編碼器；

驅動組件，包括固定在所述自平衡機身下部的底盤，安裝在所述底盤一端的主動輪，以及安裝在所述柔性軀干一端的萬向從動輪；所述底盤的一側固定有雙向輸出軸電機，所述主動輪固定在所述雙向輸出軸電機兩側的輸出軸上；所述柔性軀干的末端安裝有尾舵，所述尾舵上固定有單向輸出軸電機，所述萬向從動輪固定在所述單向輸出軸電機的輸出軸上；所述萬向從動輪包括至少三個以預定間距排列的鏈輪，以預定張緊力繞設在所述鏈輪上的傳動鏈，套設在所述傳動鏈上預定位置處的多個連接板，轉動連接在所述連接板上的T形安裝座，以及轉動設置在所述T形安裝座兩端的滾輪；

感知組件，包括固定在所述柔性軀干預定位置處的聲音采集器、觸感傳感器、光線感測器、以及雙目視覺組。

2.根據權利要求1所述的一種智能多地形勘察機器人，其特征在于：所述傳動鏈包括通過銷軸連接的內鏈節、外鏈節，以及分別設置在所述內鏈節和外鏈節內的滾柱；所述連接板套設在所述內鏈節的滾柱上；所述鏈輪包括圓周陣列的多個鏈齒，所述鏈齒之間的過渡區域呈圓弧狀。

3.根據權利要求1所述的一種智能多地形勘察機器人，其特征在于：所述聲音采集器包括電容式駐極體采樣模塊，以及與所述電容式駐極體采樣模塊電性連接的AD轉換模塊；所述觸感傳感器包括導電橡膠和微動開關；所述光線感測器包括投光器及受光器；所述雙目視覺組包括一對以預定瞳距和視野范圍排布的工業攝像頭。

4.根據權利要求1所述的一種智能多地形勘察機器人，其特征在于：所述平衡感應組件包括X軸角度傳感器、Y軸角度傳感器、Z軸角度傳感器、以及加速度計；所述平衡感應組件與所述伺服電機電性連接。

5.基于權利要求1至4任一項所述的智能多地形勘察機器人的勘察方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、驅動組件工作，雙向輸出軸電機啟動，帶動主動輪輸出前進動力；尾舵啟動，帶動萬向從動輪輸出轉向動力；

S2、當該機器人經過坎坷的地形時，柔性軀干通過長桿和短桿的活動配合自動適應路面起伏，轉動阻尼器用于緩沖柔性軀干的調節幅度，保持機器人整體平穩；

S3、感知組件協同工作；

S301、聲音采集器采集周邊預定范圍內的音頻信息并處理成數字信號；

S302、觸感傳感器感應是否接觸到外界物體或測量被接觸物體的特征；

S303、光線感測器感應環境光線，根據環境光線的強度控制雙目視覺組是否啟用夜視儀功能；

S304、雙目視覺組實時工作，采集機器人前方圖像；

S4、當感知組件判定前方遇到陡坡，且周邊無法繞行，調節支撐腿啟動；

S401、快速響應舵機帶動第一齒輪轉動，第一齒輪帶動與之嚙合的第二齒輪轉動，第二齒輪帶動U形關節轉動，伺服電機帶動調節支撐腿擺動；

S402、通過控制快速響應舵機和伺服電機朝預定方向轉動，帶動U形關節和調節支撐腿擺向路面，當調節支撐腿接觸路面后，利用調節支撐腿支撐起整個機器人離開路面預定高度；

S403、當機器人離開路面后，通過控制快速響應舵機和伺服電機朝S402中反方向轉動，帶動機器人向前收縮最終回到路面；

S404、重復S402和S403的步驟，直至機器人越過障礙物。