CN107933729A - 智能移动机器人及其上下台阶和行走斜坡面的方法 - Google Patents
智能移动机器人及其上下台阶和行走斜坡面的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及智能移动机器人及其上下台阶和行走斜坡面的方法。所述智能移动机器人包括:机身主体和机架,机身主体通过沿机器人行进方向的左右两侧设置于机架上的第一直线移动机构和第二直线移动机构安装于机架上以可相对于机架沿行进方向水平移动;第一组驱动轮,分别通过第一升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧,且驱动轮上设有驱动其转动的驱动装置;第二组万向轮,分别通过第二升降机构安装于机架的行进方向上的后端左右两侧;以及第三组辅助轮,分别通过第三直线移动机构和第三升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧。该智能移动机器人能够跨越台阶障碍且在上下台阶和坡面的过程中机身始终处于平稳的水平行走状态。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人领域,更具体地说,涉及一种能够上下台阶和爬坡的智能移动机器人及其上下台阶和行走斜坡面的方法。
背景技术
随着科学技术的进步,移动机器人在诸如生产、军事、服务等领域均有应用,在家居服务领域同样也应用越来越广,例如吸尘、扫地、餐饮、等等,各种家居类服务机器人应用而生,且应用范围不断扩大。无论是家用,或者是公共区域外均有所应用。
在我们的家庭住宅,如公寓、别墅、酒店等生活小区的户外区域,除了平坦的户外区域的路面之外,楼宇与户外之间通常还有多个(1~6个)房屋楼梯台阶位连接户外。多个(1~6个)的楼梯台阶位约10~110CM高度。目前,移动机器人的行走方式已有履带式移动、轮式移动、步行式移动、全轮偏转式移动等。但现在已有移动机器人的行走方式对跨越多个楼梯台阶位,10~110CM高度的上坡或是下坡的行走还在存在障碍或困扰,特别是不能实现平衡和平稳的水平行走。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种能够跨越台阶障碍且在上下台阶和坡面的过程中机身始终处于平稳的水平行走状态的智能移动机器人及其上下台阶和行走斜坡面的方法。
本发明为解决其技术问题在第一方面提出一种智能移动机器人,包括:
机器人机身主体和机架,所述机身主体通过沿机器人行进方向的左右两侧设置于机架上的第一直线移动机构和第二直线移动机构安装于机架上以可相对于机架沿行进方向水平移动;
第一组驱动轮,分别通过第一升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧以可相对于机架升降,且所述驱动轮上设有驱动其转动的驱动装置;
第二组万向轮,分别通过第二升降机构安装于机架的行进方向上的后端左右两侧以可相对于机架升降;以及
第三组辅助轮,分别通过第三直线移动机构和第三升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧以可相对于机架沿行进方向水平移动且可相对于机架升降。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述第一直线移动机构和第二直线移动机构均为电动滑轨机构或电动推杆机构,所述机身主体由机架左右两侧的电动滑轨机构或电动推杆机构带动而可相对于机架水平移动。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述第一升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于机架底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于滑槽的前端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述驱动轮。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述第二升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于机架底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于滑槽的后端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述万向轮。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述第三直线移动机构为电动推杆机构,所述第三升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于电动推杆机构的推杆底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于推杆的前端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述辅助轮。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述智能移动机器人还包括用于检测机器人行进方向上的障碍物情况的传感器***、和基于传感器***的检测结果控制第一直线移动机构、第二直线移动机构、第三直线移动机构、第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构协同工作的控制***。
根据本发明第一方面的一个实施例中,所述驱动装置为驱动马达,且机架左右两侧的驱动马达转速单独控制。
本发明为解决其技术问题在第二方面提出一种上述智能移动机器人上台阶的方法,包括如下步骤:
S1、机器人处于行走模式时,机身主***于机架上方且通过第一组驱动轮和第二组万向轮支撑于地面,通过第一组驱动轮的转动向前行进,第三组辅助轮通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架下方;
S2、上台阶时,通过第一升降机构和第二升降机构将机架升高到高于上台阶面的目标高度,然后通过第三直线移动机构和第三升降机构带动第三组辅助轮向前伸出支撑于上台阶面上;
S3、通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向前移动至第一组驱动轮和第三组辅助轮之间的位置,然后通过第一升降机构将第一组驱动轮升高至上台阶面;
S4、第一组驱动轮向前转动进入到上台阶面后,通过第二升降机构将第二组万向轮升高至上台阶面高度,然后第一组驱动轮继续向前转动使第二组万向轮进入到上台阶面;
S5、通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向后移动回到第一组驱动轮和第二组万向轮之间的初始位置;
S6、通过第三直线移动机构和第三升降机构带动第三组辅助轮收回于机架下方,并通过第一升降机构和第二升降机构将机架及其上的机身主体升高到设置高度,回到行走模式。
本发明为解决其技术问题在第三方面提出一种上述智能移动机器人下台阶的方法,包括如下步骤:
S1、机器人处于行走模式时,机身主***于机架上方且通过第一组驱动轮和第二组万向轮支撑于地面,通过第一组驱动轮的转动向前行进,第三组辅助轮通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架下方;
S2、下台阶时,通过第三直线移动机构带动第三升降机构及第三组辅助轮水平向前伸出,并通过第一升降机构和第二升降机构将机架及其上的机身主体降低到设置高度;
S3、通过第三升降机构将第三组辅助轮下降至下台阶面上,然后通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向前移动至第一组驱动轮和第三组辅助轮之间的位置;
S4、第一组驱动轮向前转动离开地面,通过第一升降机构将第一组驱动轮下降至下台阶面上,然后第一组驱动轮继续向前转动使第二组万向轮离开地面;
S5、通过第二升降机构将第二组万向轮下降至下台阶面上,然后通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向后移动回到第一组驱动轮和第二组万向轮之间的初始位置;
S6、通过第三升降机构带动第三组辅助轮升高并通过第三直线移动机构收回于机架下方,回到行走模式。
本发明为解决其技术问题在第四方面提出一种上述智能移动机器人行走斜坡面的方法,包括:通过第三直线移动机构带动第三组辅助轮水平向前伸出,然后基于第一升降机构支撑机架及其上的机身主体的高度以及斜坡面的坡度,单独且反向地控制第二升降机构和第三升降机构升降,以使第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构支撑机架及其上的机身主体于同一水平高度。
本发明的智能移动机器人通过改变机器人机身主体的重心位置,结合直线移动机构和升降机构的有效配合使用,达到移动机器人平衡稳定地跨越障碍物的目的,具有如下优点:
该智能移动机器人在面对跨越台阶障碍物时,通过三组轮子的升降机构的升高与降低以及直线移动机构带动机身主体的重心发生移动偏移的原理,使机器人机身主体在跨越台阶障碍物时始终处于水平平衡行走的状态,避免了机器人在移动过程中机身主体的重心不平衡发生倾斜跌落。而且,通过这种结构的设计和运用,低成本投入的情况下,让移动机器人的行走提供了一个全新的方案,让移动机器人的行走变得更加有效率、合理、简单。基于该智能移动机器人,可以为人们的生活需求提供更多的服务。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明一个实施例的智能移动机器人的结构示意图;
图2~图11分别是图1所示的智能移动机器人上台阶的各个动作的示意图;
图12~图23分别是图1所示的智能移动机器人下台阶的各个动作的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,根据本发明一个实施例的智能移动机器人主要由机身主体1、机架2、第一直线移动机构31、第二直线移动机构32、第一组驱动轮4、驱动装置5、第一升降机构6、第二组万向轮7、第二升降机构8、第三组辅助轮9、第三升降机构10和第三直线移动机构11构成。其中,机身主体1通过沿机器人行进方向的左右两侧设置于机架2上的第一直线移动机构31和第二直线移动机构32安装于机架2上,以便机身主体1可相对于机架2沿行进方向水平移动。具体实现时,第一直线移动机构31和第二直线移动机构32可采用电动滑轨机构或电动推杆机构实现,机身主体1由机架2左右两侧的电动滑轨机构或电动推杆机构带动而可相对于机架2水平移动。第一组驱动轮4分别通过第一升降机构6安装于机架2的行进方向上的前端左右两侧,以便可相对于机架2升降。第二组万向轮7分别通过第二升降机构8安装于机架2的行进方向上的后端左右两侧,以便可相对于机架2升降。第三组辅助轮9分别通过第三直线移动机构11和第三升降机构10安装于机架2的行进方向上的前端左右两侧,以便可相对于机架2沿行进方向水平移动且可相对于机架2升降。而且,每一驱动轮4上都设有驱动其转动的驱动装置5。驱动装置5优选为驱动马达,且机架2左右两侧的两个驱动轮4的驱动马达可被单独控制转速,通过控制左右两个驱动轮4的不同转速便可实现转向。万向轮7则用于在该智能移动机器人行走过程中协助驱动轮4改变行走方向。辅助轮9在该智能移动机器人正常行走过程中通过第三直线移动机构11和第三升降机构10收回在机架2的下方,只有在机器人上下台阶和沿斜坡面行走时伸出,用作机器人平衡稳定移动的支撑前置轮。
第一升降机构6用于实现驱动轮4相对于机架2的高度升降。具体如图1所示,第一升降机构6包括滑槽61、电动伸缩杆62、连杆63、滑轮64和滑轮驱动机构(图中不可见)。滑槽61固定于机架2底部且沿行进方向延伸,连杆63的一端铰接于滑槽61的前端,连杆63的另一端与电动伸缩杆62的中段铰接。电动伸缩杆62的尾端通过滑轮64滑动安装于滑槽61内,从而可以在滑轮驱动机构的带动下可沿滑槽61移动,电动伸缩杆61的伸缩头端则转动安装驱动轮4。如此设计,电动伸缩杆62的尾端通过滑轮64沿滑槽61从后端向前端滑动的过程中,电动伸缩杆62相对于连杆62逐渐收拢,便可抬高驱动轮4与机架2之间的高度,而且通过电动伸缩杆62的伸缩头端向下伸出,可进一步抬高驱动轮4与机架2之间的高度,反之则降低驱动轮4与机架2之间的高度。
第二升降机构8用于实现万向轮7相对于机架2的高度升降。具体如图1所示,第二升降机构8包括滑槽81、电动伸缩杆82、连杆83、滑轮(图中不可见)和滑轮驱动机构(图中不可见)。滑槽81固定于机架2底部且沿行进方向延伸,连杆83的一端铰接于滑槽81的后端,连杆83的另一端与电动伸缩杆82的中段铰接。电动伸缩杆82的尾端通过滑轮滑动安装于滑槽81内,从而可以在滑轮驱动机构的带动下可沿滑槽81移动,电动伸缩杆81的伸缩头端则转动安装万向轮7。如此设计,电动伸缩杆82的尾端通过滑轮84沿滑槽81从前端向后端滑动的过程中,电动伸缩杆82相对于连杆82逐渐收拢,便可抬高万向轮7与机架2之间的高度,而且通过电动伸缩杆82的伸缩头端向下伸出,可进一步抬高万向轮7与机架2之间的高度,反之则降低万向轮7与机架2之间的高度。
第三直线移动机构11用于实现辅助轮9相对于机架2的水平移动,第三升降机构10则用于实现辅助轮9相对于机架2的高度升降。具体如图1所示,第三直线移动机构11优选为电动推杆机构,通过其推杆111的伸缩带动辅助轮9水平移动。第三升降机构10的原理与前述第一升降机构6和第二升降机构8基本相同,包括固定于推杆111底部的滑槽(图中不可见)、电动伸缩杆101、连杆102、滑轮103和滑轮驱动机构(图中不可见)。滑槽固定于电动推杆机构11的推杆111底部且沿行进方向延伸,连杆102的一端铰接于推杆111的前端,连杆102的另一端与电动伸缩杆101的中段铰接,电动伸缩杆101的尾端通过滑轮103滑动安装于滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,电动伸缩杆101的伸缩头端转动安装辅助轮9。同样地,电动伸缩杆101的尾端通过滑轮1-3沿滑槽从后端向前端滑动的过程中,电动伸缩杆101相对于连杆102逐渐收拢,便可抬高辅助轮9与机架2之间的高度,而且通过电动伸缩杆101的伸缩头端向下伸出,可进一步抬高辅助轮9与机架2之间的高度,反之则降低辅助轮9与机架2之间的高度。
进一步如图1所示,该智能移动机器人还可设置有控制***12、传感器***(图中未示出)和电源供给装置13。传感器***主要用于检测机器人行进方向上的障碍物情况,可采用测距传感器运用图像传感、激光传感、红外线传感等传感技术实现。各传感器可根据实际需要设置在机器人上的相应位置。控制***12可设置在机身主体1里面,用于基于传感器***的检测结果控制第一直线移动机构31、第二直线移动机构32、第三直线移动机构11、第一升降机构6、第二升降机构8、第三升降机10构协同工作,以实现后续将要介绍的机器人的上下台阶和沿斜坡行走。电源供给装置13亦可设置在机身主体1内,其可由锂电池组构成,用于给机器人供电。此外,本发明的智能移动机器人还可以根据实际的应用领域和需求,在机身主体1上扩展各种功能模块。
本发明的上述智能移动机器人通过改变机器人机身主体的重心位置,结合直线移动机构和升降机构的有效配合使用,达到移动机器人平衡稳定地跨越障碍物的目的。
以下结合图2~图11详细介绍上述智能移动机器人上台阶的动作过程。本领域技术人员可以理解的是,图中所示的台阶高度,可以不是一个台阶的高度,我们可以理解为多个台阶的高度。
如图2所示是机器人处于行走模式时的初始状态,机身主体1位于机架2上方且通过第一组驱动轮4和第二组万向轮7支撑于当前地面14上,通过第一组驱动轮4的转动向前行进,第三组辅助轮9则通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架2下方。此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和驱动轮4之间。当机器人通过传感器***检测到前方的上台阶障碍时,将通过控制***控制整个机器人停止在台阶前方的安全距离。此时,驱动轮4、万向轮7和辅助轮9都优选通过刹车装置处于刹车状态。
然后开始上台阶时,首先如图3所示,第一升降机构和第二升降机构分别将驱动轮4和万向轮7与机架2之间的距离抬高,将机架2升高到高于上台阶面15的目标高度,然后通过第三直线移动机构的推杆111带动辅助轮9水平向前伸出,并通过第三升降机构将辅助轮9支撑于上台阶面15上。此时,机身主体1的重心仍然分布在万向轮7和驱动轮4之间。
然后如图4所示,通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体1相对于机架2向前移动至驱动轮4和辅助轮9之间的位置,此时,机身主体1的重心发生偏移,分布在万向轮7、驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图5所示,通过第一升降机构将驱动轮4升高至上台阶面15,驱动轮4不再受力,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和辅助轮9之间。
然后如图6所示,驱动装置带动驱动轮4向前转动进入到上台阶面15,驱动轮4受力,此时,机身主体1的重心分布在驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图7所示,通过第二升降机构将万向轮7升高至上台阶面15的高度,此时,机身主体1的重心仍然分布在驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图8所示,驱动轮4继续向前转动,使万向轮7进入到上台阶面15,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7、驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图9所示,通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体1相对于机架2向后移动回到驱动轮4和万向轮7之间的初始位置,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和驱动轮4之间。
然后如图10所示,通过第三直线移动机构和第三升降机构带动辅助轮9收回于机架2下方,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和驱动轮4之间。
最后如图11所示,通过第一升降机构和第二升降机构将机架2及其上的机身主体1相对于驱动轮4和万向轮7升高到设置高度,整个机器人在上台阶面15上回到正常的行走模式。
以下结合图12~图23详细介绍本发明的智能移动机器人下台阶的动作过程。同样本领域技术人员可以理解的是,图中所示的台阶高度,可以不是一个台阶的高度,我们可以理解为多个台阶的高度。
如图12所示是机器人处于行走模式时的初始状态,机身主体1位于机架2上方且通过第一组驱动轮4和第二组万向轮7支撑于当前地面14上,通过第一组驱动轮4的转动向前行进,第三组辅助轮9则通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架2下方。此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和驱动轮4之间。当机器人通过传感器***检测到前方的下台阶障碍时,将通过控制***控制整个机器人停止在台阶前方的安全距离。此时,驱动轮4、万向轮7和辅助轮9都优选通过刹车装置处于刹车状态。
然后开始下台阶,首先如图13所示,通过第三直线移动机构的推杆111带动第三升降机构及其上的辅助轮9水平向前伸出于下台阶面15上方,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和驱动轮4之间。
然后如图14所示,通过第一升降机构和第二升降机构将机架2及其上的机身主体1降低到设置高度,此时,机身主体1的重心仍然分布在万向轮7和驱动轮4之间。
然后如图15所示,通过第三升降机构将辅助轮9下降至下台阶面15上,此时,机身主体1的重心仍然分布在万向轮7和驱动轮4之间。
然后如图16所示,通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体1相对于机架2向前移动至驱动轮4和辅助轮9之间的位置,此时,机身主体1的重心发生偏移,分布在万向轮7、驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图17所示,驱动装置带动驱动轮4向前转动离开地面14,驱动轮4不再受力,此时,机身主体1的重心分布在万向轮7和辅助轮9之间。
然后如图18所示,通过第一升降机构将驱动轮4下降至下台阶面15上,此时,机身主体1的重心分布在驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图19所示,驱动轮4继续向前转动使万向轮7离开地面14,此时,机身主体1的重心仍然分布在驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图20所示,通过第二升降机构将万向轮7下降至下台阶面15上,此时,机身主体1的重心仍然分布在驱动轮4和辅助轮9之间。
然后如图21所示,通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体1相对于机架2向后移动回到驱动轮4和万向轮7之间的初始位置,此时,机身主体1的重心回到驱动轮4和万向轮7之间。
然后如图22所示,通过第三升降机构带动辅助轮9升高,然后如图23所示,通过第三直线移动机构的推杆111回缩带动辅助轮9收回于机架2下方,并通过第一升降机构和第二升降机构将机架2及其上的机身主体1相对于驱动轮4和万向轮7的高度调整到设置高度,整个机器人在下台阶面15上回到正常行走模式。
除了上台阶和下台阶以外,本发明的上述智能移动机器人还可以在斜坡面上平稳行走并保证机身主体始终处于水平状态。当该智能移动机器人在斜坡面上行走时,首先会通过第三直线移动机构11带动第三组辅助轮9水平向前伸出,然后基于第一升降机构6支撑机架2及其上的机身主体1的高度以及斜坡面的坡度,单独且反向地控制第二升降机构8和第三升降机构10升降,以使第一升降机构6、第二升降机构8和第三升降机构10支撑机架2及其上的机身主体1于同一水平高度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能移动机器人,其特征在于,包括:
机器人机身主体和机架,所述机身主体通过沿机器人行进方向的左右两侧设置于机架上的第一直线移动机构和第二直线移动机构安装于机架上以可相对于机架沿行进方向水平移动;
第一组驱动轮,分别通过第一升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧以可相对于机架升降,且所述驱动轮上设有驱动其转动的驱动装置;
第二组万向轮,分别通过第二升降机构安装于机架的行进方向上的后端左右两侧以可相对于机架升降;以及
第三组辅助轮,分别通过第三直线移动机构和第三升降机构安装于机架的行进方向上的前端左右两侧以可相对于机架沿行进方向水平移动且可相对于机架升降。
2.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,所述第一直线移动机构和第二直线移动机构均为电动滑轨机构或电动推杆机构,所述机身主体由机架左右两侧的电动滑轨机构或电动推杆机构带动而可相对于机架水平移动。
3.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,所述第一升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于机架底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于滑槽的前端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述驱动轮。
4.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,所述第二升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于机架底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于滑槽的后端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述万向轮。
5.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,所述第三直线移动机构为电动推杆机构,所述第三升降机构包括滑槽、电动伸缩杆、连杆、滑轮和滑轮驱动机构,所述滑槽固定于电动推杆机构的推杆底部且沿行进方向延伸,所述连杆的一端铰接于推杆的前端,所述连杆的另一端与电动伸缩杆铰接,所述电动伸缩杆的尾端通过滑轮滑动安装于所述滑槽内以便在滑轮驱动机构带动下可沿滑槽移动,所述电动伸缩杆的伸缩头端转动安装所述辅助轮。
6.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,还包括用于检测机器人行进方向上的障碍物情况的传感器***、和基于传感器***的检测结果控制第一直线移动机构、第二直线移动机构、第三直线移动机构、第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构协同工作的控制***。
7.根据权利要求1所述的智能移动机器人,其特征在于,所述驱动装置为驱动马达,且机架左右两侧的驱动马达转速单独控制。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的智能移动机器人上台阶的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、机器人处于行走模式时,机身主***于机架上方且通过第一组驱动轮和第二组万向轮支撑于地面,通过第一组驱动轮的转动向前行进,第三组辅助轮通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架下方;
S2、上台阶时,通过第一升降机构和第二升降机构将机架升高到高于上台阶面的目标高度,然后通过第三直线移动机构和第三升降机构带动第三组辅助轮向前伸出支撑于上台阶面上;
S3、通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向前移动至第一组驱动轮和第三组辅助轮之间的位置,然后通过第一升降机构将第一组驱动轮升高至上台阶面;
S4、第一组驱动轮向前转动进入到上台阶面后,通过第二升降机构将第二组万向轮升高至上台阶面高度,然后第一组驱动轮继续向前转动使第二组万向轮进入到上台阶面;
S5、通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向后移动回到第一组驱动轮和第二组万向轮之间的初始位置;
S6、通过第三直线移动机构和第三升降机构带动第三组辅助轮收回于机架下方,并通过第一升降机构和第二升降机构将机架及其上的机身主体升高到设置高度,回到行走模式。
9.一种如权利要求1-7中任一项所述的智能移动机器人下台阶的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、机器人处于行走模式时,机身主***于机架上方且通过第一组驱动轮和第二组万向轮支撑于地面,通过第一组驱动轮的转动向前行进,第三组辅助轮通过第三直线移动机构和第三升降机构收回到机架下方;
S2、下台阶时,通过第三直线移动机构带动第三升降机构及第三组辅助轮水平向前伸出,并通过第一升降机构和第二升降机构将机架及其上的机身主体降低到设置高度;
S3、通过第三升降机构将第三组辅助轮下降至下台阶面上,然后通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向前移动至第一组驱动轮和第三组辅助轮之间的位置;
S4、第一组驱动轮向前转动离开地面,通过第一升降机构将第一组驱动轮下降至下台阶面上,然后第一组驱动轮继续向前转动使第二组万向轮离开地面;
S5、通过第二升降机构将第二组万向轮下降至下台阶面上,然后通过第一直线移动机构和第二直线移动机构带动机身主体相对于机架向后移动回到第一组驱动轮和第二组万向轮之间的初始位置;
S6、通过第三升降机构带动第三组辅助轮升高并通过第三直线移动机构收回于机架下方,回到行走模式。
10.一种如权利要求1-7中任一项所述的智能移动机器人行走斜坡面的方法,其特征在于,包括:通过第三直线移动机构带动第三组辅助轮水平向前伸出,然后基于第一升降机构支撑机架及其上的机身主体的高度以及斜坡面的坡度,单独且反向地控制第二升降机构和第三升降机构升降,以使第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构支撑机架及其上的机身主体于同一水平高度。
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---|---|
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108556950A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-21 | 常秀霞 | 一种辅助楼梯搬运*** |
CN108583712A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-09-28 | 齐志军 | 行走***、行走方法以及建筑施工装置 |
CN111055946A (zh) * | 2019-02-09 | 2020-04-24 | 孙风云 | 一种越障装置及安装该装置的移动设备 |
CN111361659A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-03 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 | 一种轮腿式越障机构和越障机器人 |
CN111963625A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-20 | 武汉博益阳光健康管理有限公司 | 一种用于健康培训的多媒体一体机 |
CN112046635A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-08 | 东北大学 | 一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘 |
CN112678731A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 北京纳德智能科技有限公司 | 后拉挂杆式举升机及上下平台方法 |
CN112720407A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 行星算力(深圳)科技有限公司 | 辅助轮升降机构及轮式机器人 |
CN113021293A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 北京玄马知能科技有限公司 | 一种带有辅助操作臂的六轮全驱巡检机器人 |
CN113247142A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种伸缩式高效跨越台阶类机器人 |
CN115151479A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-10-04 | 戴森技术有限公司 | 车辆 |
WO2023169015A1 (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 轮腿式机器人的控制方法、装置、机器人及存储介质 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6735794B1 (en) * | 2000-03-17 | 2004-05-18 | Stryker Corporation | Stretcher with castor wheels |
US20060225203A1 (en) * | 2003-03-31 | 2006-10-12 | Shinmaywa Industries, Ltd | Stretcher, stretcher system and method for using the system |
US20080100036A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-01 | Volodymyr Ivanchenko | Apparatus for transporting an invalid |
US20110260483A1 (en) * | 2008-10-18 | 2011-10-27 | Ferno-Washington, Inc. | Multi-purpose roll-in emergency cot |
CN102781392A (zh) * | 2010-01-13 | 2012-11-14 | 费诺-华盛顿公司 | 电动滚轮滑床 |
JP2013208246A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Azbil Corp | 車椅子およびその昇降方法 |
CN104443094A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-03-25 | 江苏大学 | 一种三足爬楼装置及其实现方法 |
CN106232079A (zh) * | 2014-04-04 | 2016-12-14 | 费诺-华盛顿公司 | 用于自动地铰接床的方法和*** |
CN107021146A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-08-08 | 江南大学 | 一种新型轮腿复合式变位越障移动机器人 |
CN107049631A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 深圳市井智高科机器人有限公司 | 一种轮椅及其方法 |
CN207466820U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-06-08 | 秀信精密电子(深圳)有限公司 | 智能移动机器人 |
-
2017
- 2017-11-03 CN CN201711070732.8A patent/CN107933729A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6735794B1 (en) * | 2000-03-17 | 2004-05-18 | Stryker Corporation | Stretcher with castor wheels |
US20060225203A1 (en) * | 2003-03-31 | 2006-10-12 | Shinmaywa Industries, Ltd | Stretcher, stretcher system and method for using the system |
US20080100036A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-01 | Volodymyr Ivanchenko | Apparatus for transporting an invalid |
US20110260483A1 (en) * | 2008-10-18 | 2011-10-27 | Ferno-Washington, Inc. | Multi-purpose roll-in emergency cot |
CN102781392A (zh) * | 2010-01-13 | 2012-11-14 | 费诺-华盛顿公司 | 电动滚轮滑床 |
JP2013517057A (ja) * | 2010-01-13 | 2013-05-16 | ファーノ−ワシントン・インコーポレーテッド | 動力付きロールイン型簡易ベッド |
JP2013208246A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Azbil Corp | 車椅子およびその昇降方法 |
CN106232079A (zh) * | 2014-04-04 | 2016-12-14 | 费诺-华盛顿公司 | 用于自动地铰接床的方法和*** |
CN104443094A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-03-25 | 江苏大学 | 一种三足爬楼装置及其实现方法 |
CN107021146A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-08-08 | 江南大学 | 一种新型轮腿复合式变位越障移动机器人 |
CN107049631A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 深圳市井智高科机器人有限公司 | 一种轮椅及其方法 |
CN207466820U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-06-08 | 秀信精密电子(深圳)有限公司 | 智能移动机器人 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108556950B (zh) * | 2018-06-19 | 2020-12-15 | 嘉兴市良友制衣有限公司 | 一种辅助楼梯搬运*** |
CN108556950A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-21 | 常秀霞 | 一种辅助楼梯搬运*** |
CN108583712A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-09-28 | 齐志军 | 行走***、行走方法以及建筑施工装置 |
CN111055946A (zh) * | 2019-02-09 | 2020-04-24 | 孙风云 | 一种越障装置及安装该装置的移动设备 |
CN115151479B (zh) * | 2020-02-27 | 2023-11-28 | 戴森技术有限公司 | 车辆 |
CN115151479A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-10-04 | 戴森技术有限公司 | 车辆 |
CN111361659B (zh) * | 2020-03-06 | 2021-08-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 | 一种轮腿式越障机构和越障机器人 |
CN111361659A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-03 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 | 一种轮腿式越障机构和越障机器人 |
CN111963625A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-20 | 武汉博益阳光健康管理有限公司 | 一种用于健康培训的多媒体一体机 |
CN112046635A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-08 | 东北大学 | 一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘 |
CN112720407A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 行星算力(深圳)科技有限公司 | 辅助轮升降机构及轮式机器人 |
CN112678731B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-22 | 北京纳德智能科技有限公司 | 后拉挂杆式举升机及上下平台方法 |
CN112678731A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-20 | 北京纳德智能科技有限公司 | 后拉挂杆式举升机及上下平台方法 |
CN113021293A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 北京玄马知能科技有限公司 | 一种带有辅助操作臂的六轮全驱巡检机器人 |
CN113247142A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种伸缩式高效跨越台阶类机器人 |
CN113247142B (zh) * | 2021-06-01 | 2022-09-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种伸缩式高效跨越台阶类机器人 |
WO2023169015A1 (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 轮腿式机器人的控制方法、装置、机器人及存储介质 |
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