CN106313078A - 一种移动机器人平台 - Google Patents

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潘帮辉
林凌
陈士凯
刘义春
黄珏珅
李宇翔
程伟
李中华
李阳
汪迎春
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    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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Abstract

本发明公开了一种移动机器人平台，包含：通过若干个连接柱连接的平台身体部分和平台底盘部分，中间为镂空层；平台底盘部分包含底盘壳体及设置在底盘壳体内的悬挂模块及电源模块，还包含至少一对驱动轮，绕底盘壳体上一第一转轴旋转运动；至少一组万向轮，绕底盘壳体上一第二转轴旋转运动；感知装置，内嵌在底盘壳体上；平台身体部分包含支架模块及包围在支架模块外部的身体壳体，支架模块上支撑有控制模块及扩展模块，还包含内嵌在身体壳体上的传感器模块；激光雷达模块，设置在镂空层；电源模块、感知装置、扩展模块、传感器模块及激光雷达模块分别与控制模块连接。本发明具有通用性并且适用不同应用功能，方便扩展。

Description

一种移动机器人平台
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种移动机器人平台。
背景技术
随着科技的进步与人们生活水平的提高，机器人逐步走进大家的生活，现在市面上出现了各种商场导购机器人、银行机器人、餐饮机器人等各种机器人，这些机器人都会存在各种各样的问题，如：越障性能差、避障性能差、无自主规划能力及维修困难等等。而且每一类机器人都需要重新设计移动部分，通用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动机器人平台，具有通用性并且适用不同应用功能，方便扩展。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种移动机器人平台，其特点是，包含：
上下分布的平台身体部分和平台底盘部分，所述的平台身体部分和平台底盘部分通过若干个连接柱连接，中间为镂空层；其中
所述的平台底盘部分包含底盘壳体及设置在底盘壳体内的悬挂模块及电源模块，还包含至少一对驱动轮，绕所述的底盘壳体上一第一转轴旋转运动；至少一组万向轮，绕所述的底盘壳体上一第二转轴旋转运动；感知装置，内嵌在所述的底盘壳体上；
所述的平台身体部分包含支架模块及包围在所述支架模块外部的身体壳体，所述的支架模块上支撑有控制模块及扩展模块，还包含内嵌在所述的身体壳体上的传感器模块，所述的支架模块通过所述的若干个连接柱与所述的平台底盘部分连接；
激光雷达模块，设置在所述的镂空层；
所述的电源模块、感知装置、扩展模块、传感器模块及激光雷达模块分别与所述的控制模块连接。
所述的连接柱的数量为三个，三个连接柱构成一三角形结构，并且，所述的激光雷达模块设置在其中一个连接柱的一侧。
所述的底盘壳体包含第一层底板、第二层底板及底盘外壳，所述的第一层底板、第二层底板及底盘外壳围成一容置空间，所述的底盘外壳与所述的第二层底板连接，所述的第一层底板与第二层底板通过若干个支撑柱连接，所述的容置空间内包含一容纳所述电源模块的电池安装盒，所述的电池安装盒与所述的第一层底板连接，所述的悬挂模块一端与所述的第一层底板连接，另一端连接所述的至少一对驱动轮。
所述的容置空间内还包含一用于容纳配重块的配重安装槽，所述的配重安装槽与所述的第一层底板连接，当配重块安装在所述的配重安装槽中后，所述的配重块与电源模块用于平衡移动机器人平台的重心。
所述的感知装置包含超声波模块、碰撞模块及防跌落传感器，所述的超声波模块、碰撞模块及防跌落传感器分别与所述的控制模块连接，所述的超声波模块内嵌在所述的底盘外壳上，所述的碰撞模块与所述的第一层底板连接，内嵌在所述的底盘外壳上，所述的防跌落传感器设置在所述的碰撞模块上。
所述的底盘壳体还包含一底盖，所述的底盖与所述的第一层底板通过若干个支柱连接。
所述的第二层底板上设置一电池盖，所述的电池盖与底盘壳体内的电源模块的位置相对应，所述的电池盖上还设置一自动充电模块，所述的自动充电模块分别与所述的控制模块及电源模块连接。
所述的身体壳体包含相互拼接的前部外壳及后部外壳，所示的前部外壳及后部外壳分别与所述的支架模块连接，所述的后部外壳上设置一维修盖，所述的维修盖与身体壳体内的控制模块的位置相对应。
所述的扩展模块设置在所述身体壳体的顶部位置，所述的扩展模块包含网口、供电口及开关接口。
所述的传感器模块包含一深度摄像头及一超声波传感器。
本发明一种移动机器人平台与现有技术相比具有以下优点：由于设置三个连接柱构成镂空层，三个连接柱构成一三角形结构，能够保证移动机器人平台的稳固性，并且使激光雷达模块的扫描视角也尽可能的做到了最大，被遮挡的区域就很少甚至没有，从而使用效果达到最佳；由于设有悬挂模块，可以使得移动机器人平台能够翻越一定的障碍与坎，适应复杂多变的地面环境；由于底盘壳体上设置有底盖，能够保护平台底盘部分的内部零件，防止地面上的东西碰触而造成内部零件的损坏，同时也可以防止一些灰尘的进入；由于设有感知装置、传感器模块及激光雷达模块，能自主规划路径，能有效的躲避各种障碍；采用模块化设计，方便调试维修；设有扩展模块，方便扩展功能，不需要重新设计移动部分，提供通用性。
附图说明
图1为本发明一种移动机器人平台的爆炸图；
图2为本发明一种移动机器人平台的主视图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为本发明一种移动机器人平台的后视图；
图5为不包含维修盖和电池盖时的一种移动机器人平台的后视图；
图6为本发明一种移动机器人平台的顶视图；
图7为不包含底盖时的一种移动机器人平台的底视图；
图8为本发明一种移动机器人平台的底视图；
图9为图8的B-B向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1～如图9所示，一种移动机器人平台，分为上下两部分，中间为镂空层，其中，下方为平台底盘部分100，上方为平台身体部分200，平台身体部分200和平台底盘部分100通过若干个连接柱300连接，较佳地，包含三个连接柱300，三个连接柱300构成一三角形结构，三角形结构的重心尽可能的靠近平台底盘部分100的中心，且三角形结构的面积尽可能的大，这样的支撑方式能够保证移动机器人平台的稳固性。
平台底盘部分100包含底盘壳体101及设置在底盘壳体101内的悬挂模块102及电源模块103，还包含至少一对驱动轮104，绕所述的底盘壳体101上一第一转轴旋转运动；至少一组万向轮105，绕所述的底盘壳体101上一第二转轴旋转运动；感知装置106，内嵌在所述的底盘壳体101上。
平台身体部分200包含支架模块201及包围在所述支架模块201外部的身体壳体202，所述的支架模块201上支撑有控制模块203及扩展模块204，支架模块201主要起支撑作用，还包含内嵌在所述的身体壳体上的传感器模块205，所述的支架模块201通过所述的若干个连接柱300与所述的平台底盘部分100连接；激光雷达模块206，设置在所述的镂空层；所述的电源模块103、感知装置106、扩展模块204、传感器模块205及激光雷达模块206分别与所述的控制模块203连接。
如图1所示，较佳地，身体壳体202包含相互拼接的前部外壳2021及后部外壳2022，所示的前部外壳2021及后部外壳2022分别与所述的支架模块201连接，优选地，所述的后部外壳2022上设置一维修盖2023，所述的维修盖2023与身体壳体202内的控制模块203的位置相对应，打开维修盖2023可以将控制模块203整体抽拉出来，方便移动机器人平台的维修调试。
如图1、图7及图9所示，所述的底盘壳体101包含第一层底板1011、第二层底板1012及底盘外壳1013，所述的第一层底板1011、第二层底板1012及底盘外壳1013围成一容置空间，所述的底盘外壳1013与所述的第二层底板1012连接，所述的第一层底板1011与第二层底板1012通过若干个支撑柱1018连接，所述的容置空间内包含一容纳所述电源模块103的电池安装盒1014，所述的电池安装盒1014与所述的第一层底板1011连接，所述的悬挂模块102一端与所述的第一层底板1011连接，另一端连接所述的至少一对驱动轮104，悬挂模块102可以使得移动机器人平台能够翻越一定的障碍与坎，适应复杂多变的地面环境；所述的第一转轴及第二转轴设置在所述的第一层底板上；较佳地，所述的底盘壳体101还包含一底盖1015，所述的底盖1015与所述的第一层底板1011通过若干个支柱1019连接(或者是底盖直接与第一层底板1011连接)，底盖1015用于保护平台底盘部分100内部零件，防止地面上的东西碰触而造成内部零件的损坏，同时也可以防止一些灰尘的进入；优选地，所述的容置空间内还包含一用于容纳配重块107的配重安装槽1016，所述的配重安装槽1016与所述的第一层底板1011连接，当配重块107安装在所述的配重安装槽1016中后，配重块107与电源模块103前后(放置维修盖2023的一面为后，对应的另一面为前)放置可以起到平衡的作用，使移动机器人平台的重心处在中心位置。
如图1及图4所示，第二层底板1012上设置一电池盖1017，所述的电池盖1017与底盘壳体101内的电源模块103的位置相对应；较佳地，电池盖1017上还设置一自动充电模块108，所述的自动充电模块108分别与所述的控制模块203及电源模块103连接，自动充电模块108是在移动机器人平台处于电量低或者无电量时自动进行充电使用，电池盖1017的设计方便安装或更换电源模块103及自动充电模块108的维修。自动充电模块108包含两个充电电极以及充电通信的电路，为本领域的技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。
如图1所示，感知装置106包含超声波模块1061、碰撞模块1062及防跌落传感器1063，所述的超声波模块1061、碰撞模块1062及防跌落传感器1063分别与所述的控制模块203连接，所述的超声波模块1061与底盘外壳1013连接，所述的碰撞模块1062与所述的第一层底板1011连接，所述的防跌落传感器1063设置在所述的碰撞模块1062上；在本实施例中，较佳地，超声波模块1061包含了6个超声波传感器，均匀布置在移动机器人平台的前半部，可以有效的检测到移动机器人平台前面任意一个方向的障碍，同时其为一个单独的模块可以在不动其他任何零件的情况下直接取下来，方便移动机器人平台的调试维修；碰撞模块1062总共包含了6个碰撞传感器，6个碰撞传感器平分底盘外壳1013所在的圆周，其中正前方和正后方各设置一个，；防跌落传感器1063的布置位置基本上与碰撞传感器在同一方位上，用于躲避一些较深的坑与台阶。
如图1所示，扩展模块设置在所述身体壳体202的顶部位置，所述的扩展模块204包含扩展安装孔位2041、网口2042、供电口2043及开关接口2044，方便用户根据自己的需求进行扩展。
如图2所示，传感器模块205包含了深度摄像头传感器与超声波传感器，用于检测移动机器人平台前方具有一定高度的其他传感器无法检测到的障碍物，结合前面提到的传感器，做到了机器人前方所有障碍物都能检测的到。
在本实施例中，如图3所示，所述的激光雷达模块206设置在其中一个连接柱300的一侧，另外两个连接柱300位于激光雷达模块206后方的两边，这样激光雷达模块206的扫描视角也尽可能的做到了最大，被遮挡的区域就很少甚至没有，从而使用效果达到最佳，激光雷达模块206用于检测移动机器人平台周围的障碍物，采用吊装形式或倒装形式的安装方式(支架模块201与连接柱300之间设置一底板，吊装即激光雷达模块206底部朝下，正着摆放，顶部连接底板；倒装，即激光雷达模块206底部朝上，倒着摆放，底部连接底板，不管是吊装还是倒装，只需要让激光雷达模块206的扫描区域处在镂空层就可以了)，可以通过打开维修盖2023直接进行安装更换，不需要拆卸其他的零件，方便移动机器人平台的调试维修。
具体应用：当移动机器人平台开始工作的时候，感知装置、传感器模块及激光雷达模块都在实时的检测移动机器人平台周围的环境，所有的检测信息都会上传到控制模块，控制模块汇聚所有的信息后可以绘制出移动机器人平台周围的环境地图，并且这个地图是实时在更新的，移动机器人平台周围的障碍物都会在地图上体现，当给移动机器人平台发出指令需要到达某个地方后，移动机器人平台的控制模块就会自主规划路径，驱使驱动轮运动让移动机器人平台自主移动到指定的终点位置，在运动行走的过程中，移动机器人平台会根据实时检测的信息有效躲避中途出现的障碍物。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种移动机器人平台，其特征在于，包含：
上下分布的平台身体部分和平台底盘部分，所述的平台身体部分和平台底盘部分通过若干个连接柱连接，中间为镂空层；其中
所述的平台底盘部分包含底盘壳体及设置在底盘壳体内的悬挂模块及电源模块，还包含至少一对驱动轮，绕所述的底盘壳体上一第一转轴旋转运动；至少一组万向轮，绕所述的底盘壳体上一第二转轴旋转运动；感知装置，内嵌在所述的底盘壳体上；
所述的平台身体部分包含支架模块及包围在所述支架模块外部的身体壳体，所述的支架模块上支撑有控制模块及扩展模块，还包含内嵌在所述的身体壳体上的传感器模块，所述的支架模块通过所述的若干个连接柱与所述的平台底盘部分连接；
激光雷达模块，设置在所述的镂空层；
所述的电源模块、感知装置、扩展模块、传感器模块及激光雷达模块分别与所述的控制模块连接。
2.如权利要求1所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的连接柱的数量为三个，三个连接柱构成一三角形结构，并且，所述的激光雷达模块设置在其中一个连接柱的一侧。
3.如权利要求1所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的底盘壳体包含第一层底板、第二层底板及底盘外壳，所述的第一层底板、第二层底板及底盘外壳围成一容置空间，所述的底盘外壳与所述的第二层底板连接，所述的第一层底板与第二层底板通过若干个支撑柱连接，所述的容置空间内包含一容纳所述电源模块的电池安装盒，所述的电池安装盒与所述的第一层底板连接，所述的悬挂模块一端与所述的第一层底板连接，另一端连接所述的至少一对驱动轮。
4.如权利要求3所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的容置空间内还包含一用于容纳配重块的配重安装槽，所述的配重安装槽与所述的第一层底板连接，当配重块安装在所述的配重安装槽中后，所述的配重块与电源模块用于平衡移动机器人平台的重心。
5.如权利要求3所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的感知装置包含超声波模块、碰撞模块及防跌落传感器，所述的超声波模块、碰撞模块及防跌落传感器分别与所述的控制模块连接，所述的超声波模块内嵌在所述的底盘外壳上，所述的碰撞模块与所述的第一层底板连接，内嵌在所述的底盘外壳上，所述的防跌落传感器设置在所述的碰撞模块上。
6.如权利要求3所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的底盘壳体还包含一底盖，所述的底盖与所述的第一层底板通过若干个支柱连接。
7.如权利要求3所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的第二层底板上设置一电池盖，所述的电池盖与底盘壳体内的电源模块的位置相对应，所述的电池盖上还设置一自动充电模块，所述的自动充电模块分别与所述的控制模块及电源模块连接。
8.如权利要求1所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的身体壳体包含相互拼接的前部外壳及后部外壳，所示的前部外壳及后部外壳分别与所述的支架模块连接，所述的后部外壳上设置一维修盖，所述的维修盖与身体壳体内的控制模块的位置相对应。
9.如权利要求1所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的扩展模块设置在所述身体壳体的顶部位置，所述的扩展模块包含网口、供电口及开关接口。
10.如权利要求1所述的移动机器人平台，其特征在于，所述的传感器模块包含一深度摄像头及一超声波传感器。
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