[發明專利]滾刷式全向行走的機器人及其行走控制方法

在審

• 申請號: 202110320471.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113075929A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 張振;梁春林;許槐杰;段云峰;歐保全;楊鍇
• 申請（專利權）人: 深圳市伽利略機器人有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市輝泓專利代理有限公司 44510
• 代理人: 劉海軍

本申請提供了滾刷式全向行走的機器人，包括底盤，所述底盤上設有兼作行走輪的至少三個轉動滾刷，所述轉動滾刷繞其軸線轉動，所述底盤上設有點B，所述至少三個轉動滾刷繞所述點B周向均勻分布，且各轉動滾刷的軸線在底盤上的投影穿過所述點B。本申請中，通過調節各轉動滾刷的轉速，可實現掃地機器人進行全向行走，同時由于轉動滾刷兼作行走輪，因此掃地機器人在行走的時候可以清潔行走過的路徑，十分方便。

【技術領域】

本申請涉及行走機器人技術領域，尤其涉及一種滾刷式全向行走的機器人及其行走控制方法。

【背景技術】

當前大多數掃地機器人使用的雙輪差速模型，在運動的時候會受到限制，只能前進后退，圓心轉彎，機器不夠靈活。

【發明內容】

為了提高掃地機器人的行走靈活性，本申請提供了一種滾刷式全向行走的機器人。

本申請由以下技術方案實現的：

滾刷式全向行走的機器人，包括底盤，所述底盤上設有兼作行走輪的至少三個轉動滾刷，所述轉動滾刷繞其軸線轉動，所述底盤上設有點B，所述至少三個轉動滾刷繞所述點B周向均勻分布，且各轉動滾刷的軸線在底盤上的投影穿過所述點B。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人，所述底盤上設有與各個轉動滾刷相對應用于驅動轉動滾刷轉動的驅動電機。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人，所述轉動滾刷的外周側上設有拖布。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人，所述點B位于所述底盤的幾何中心。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人，所述底盤上設有三個轉動滾刷或四個轉動滾刷。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人行走控制方法，包括如下步驟：

S1，根據移動路徑計算得出移動過程中機器人運動參數，所述機器人運動參數包括機器人轉動角速度w_bz的大小和方向，機器人移動速度V的大小和方向；

S2，中央控制單元接收所述機器人運動參數，并根據機器人轉動角速度w_bz的大小和方向以及機器人移動速度V的大小和方向計算得出各轉動滾刷的轉速u；

S3，根據計算得出的各轉動滾刷的轉速u控制各轉動滾刷對應轉動。

如上所述的滾刷式全向行走的機器人行走控制方法，在步驟S2中，中央控制單元以機器人所在環境建立世界坐標系{S}和以底盤上的點B為原點建立相對機器人固定不動的機器坐標系{E}，機器坐標系{E}與世界坐標系{S}的偏轉角設為θ，對單個轉動滾刷進行計算時，該轉動滾刷線速度V₁的方向與機器坐標系{E}的X軸夾角為Ψ，該轉動滾刷線速度V₁的方向與世界坐標系{S}的X軸夾角α＝θ+Ψ，所述機器人移動速度V的方向與世界坐標系{S}的X軸夾角為β，所述機器人移動速度V在世界坐標系{S}的X軸的速度v_bx為：

v_bx＝V*cos(β)；

所述機器人移動速度V在世界坐標系{S}的y軸的速度v_by為：

v_by＝V*sin(β)；

所述轉動滾刷的線速度V₁為：

V₁＝-w_bz*d+v_bx*cos(α)+v_by*sin(α)；

其中d為轉動滾刷中心至點B在水平面的投影距離，w_bz為機器人轉動角速度，α為轉動滾刷線速度V₁的方向與世界坐標系{S}的X軸的夾角；