[實用新型]一款全天候自主智能四足機器人

有效

• 申請號: 202021870216.0
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN213005319U
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 趙同陽
• 申請（專利權）人: 深圳鵬行智能有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J17/00;B25J19/02;B25J19/06;B25J19/00;B62D57/032
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 邵泳城

本實用新型提供一款全天候自主智能四足機器人，包括：運動控制CPU和應用層AI處理器兩個單元組成，運動控制CPU根據當前身體姿態反饋的慣性單元和當前所有關節電機地方的扭矩、位置和速度傳感和足底力壓力傳感器運算出下一步應輸出的力。本實用新型提供的全天候自主智能四足機器人具有四足機器人具有良好的地面適應性能，并具備AI載體，可以為人類生活帶來便利，以及在人類無法生存的環境生存，其中能量的獲取至關重要，具備自理能力，具有思維和情感功能，包括視覺聽覺系統，同時得具備優良的機動性能，適于可全天候無人干預的情況下，自主學習進化，經過優化設計，可使用在家庭情感陪護，以及無人干越長期野外巡檢工作。

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，尤其涉及一款全天候自主智能四足機器人。

背景技術

大型仿生機器狗作為剛興起的行業，截止目前業界大多完成了，正常的行走移動功能，功能比較簡單機械，在應用上的許多必要細節問題并未考慮，但是若進入大規模應用，這些細節問題，將嚴重影響產品客戶體驗，本實用新型在本公司現有機器狗基礎上進行必要的改進和完備，以適用機器狗的全天候工作要求，目前的機器狗不具備自己視覺尋找能量來源，并給自己充電功能，并沒考慮到在野外單獨行動若無電力后備能量供應問題，機器狗腿部動力關節是機器狗組成的最重要部件，常規設計必須綜合重量強度外觀裝配優良的腿部結構設計幾何構成，對于簡化運動控制軟件也是有很大幫助的，智能機器狗與人類環境交互得具備基礎的基礎視覺，以完成避障和信息錄入，但機器狗視覺不同人眼可以靈活轉動，因此視野的規劃即機器狗視覺相機的布置得滿足正常工作的視角，機器狗是批量生產出來，為了可辨識，并且在使用過程經常碰撞，得具備更換皮膚或者外殼的屬性，在融入家庭后，機器狗的金屬構造有可能對使用者無意識的傷害，因此機械關鍵部位的設計得合理，使用的時候機器狗若具有可以和人進行交互的顯示裝置并且賦予聽覺和語音，可以更方便溝通，現代化機器狗不僅僅本地有CPU大腦，還需要與遠端CPU大腦進行信息交流，以及記憶情感思維轉移，對于碳基生命這幾乎無法實現，但是借助現有技術的本地信息整理，中間數據傳輸，遠地母服務器，可以實現硅基生命的轉移，本設計具備以上的物理特性，另外根據本公司實際生產制造經驗，在為了方便大規模生產，核心部件結構設計優化，在下面給出描述和實現細節。

缺點1：現有機器狗必須得人為充電，不能自己依靠視覺尋找充電裝置，并且在野外沒有專用充電裝置的情況下，不具備蘇醒和能量自理獲取能力，這樣的機器狗以上兩種設計的實用性大打折扣。

缺點2：現有機器狗大多是實驗性產品，腿部設計零件繁多，很多為皮帶傳動設計，工作過程容易打滑，長時間損壞，有些為四邊形連桿機構，在四邊形連桿機構設計中，若不注意四邊形的邊長構造和優化，會使軟件層難度增加，另外傳統設計結構重量復雜，會造成成品的機動性能下降，不具備大規模生產的基礎設計，其中連桿傳動的幾個受力部位幾乎決定機器狗的使用壽命，在機器狗關節運動中，會出現左右機械死點，和碰撞點，這是通常四邊形連桿的特點，也得給與規避。

缺點3：機器狗動力單元主要由電機減速機控制器組成，需要具備長時間工作穩定，功能完善，便于生產，動力單元基本為關節型，關節型電機基本都是360度以內的位置型，常規使用，關節正?；顒邮?80度以內，因為采用了減速機，關節運動360度，內部電機運動了360×N度，N為減速比，現在的絕對編碼器基本都是單圈，多圈機械編碼器結構復雜，厚度完全無法在本產品使用，常規做法是加一后備電池，隨時跟隨圈數，存在的問題點很明顯，當電池沒電后，圈數會消失，并且在浪涌脈沖后，也會紊亂，本設計可以合理規避。

缺點4：如上面提到過，機器狗為工廠批量生產，多個機器狗放在一起，很難區分，因此殼子和外套必須設計，并且碰撞摩擦都會導致出現臟舊發生，另外為了方便客戶自己改裝皮膚，腿部身子上需要留下安裝孔位，方便客戶自己DIY，這是現有產品不具備的。

缺點5：現有機器狗視覺，應具備遠處近端，也就是既能同時看到遠方障礙，也能注意腳下環境，常規設計大部分只注意遠方，無法很好的看到足下路況，這樣在坑洼或者樓梯的環境下會不理想。