CN107932516A

CN107932516A - 机器人

Info

Publication number: CN107932516A
Application number: CN201711128042.3A
Authority: CN
Inventors: 徐圣东; 陈宇奇; 郑瑞群
Original assignee: Dongguan Hajou Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Hajou Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-04-20

Abstract

本公开提供了一种机器人，包括：本体；驱动机构，安装在本体上，且用于驱动本体移动；以及减震机构，连接在驱动机构和本体之间，在驱动机构变速时防止本体晃动，其中，减震机构的一端连接到驱动机构，减震机构的另一端连接到本体。

Description

机器人

技术领域

本公开涉及机器人领域，具体涉及一种机器人。

背景技术

目前，自导航机器人可以基于自身位置和目标位置确定出行驶路径。

然而，在一种相关技术中机器人上未安装减震部件，导致当机器人在不平整的地面行走时，出现打滑或偏航的状况。

针对相关技术中的上述问题，目前还未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种机器人，包括：本体；驱动机构，安装在上述本体上，且用于驱动上述本体移动；以及减震机构，连接在上述驱动机构和上述本体之间，在上述驱动机构变速时防止上述本体晃动，其中，上述减震机构的一端连接到上述驱动机构，上述减震机构的另一端连接到上述本体。

根据本公开的实施例，上述机器人还包括支撑架；上述驱动机构通过上述支撑架安装在上述本体上；以及上述减震机构的一端连接到上述驱动机构，上述减震机构的另一端连接到上述支撑架面向上述驱动机构的一侧。

根据本公开的实施例，上述减震机构包括弹性机构。

根据本公开的实施例，上述弹性机构包括弹簧。

根据本公开的实施例，上述驱动机构包括：电机；驱动轮；以及同步机构，其中，上述电机通过上述同步机构驱动上述驱动轮转动。

根据本公开的实施例，上述同步机构包括：第一同步轮，与上述电机连接；第二同步轮，与上述驱动轮连接；以及同步带，套在上述第一同步轮和上述第二同步轮上，以使上述第一同步轮和上述第二同步轮同步。

根据本公开的实施例，上述机器人包括至少两个上述驱动机构。

根据本公开的实施例，上述机器人包括两个上述驱动机构，其中一个上述驱动机构的电机与另一个上述驱动机构的电机平行设置，且这两个上述驱动机构各自驱动轮的轴线在一条直线上。

根据本公开的实施例，上述驱动机构安装在上述本体的底部。

根据本公开的实施例，因为采用了通过将减震机构连接在驱动机构和本体之间的技术手段，可以至少部分地解决现有技术中机器人打滑或偏航或本体晃动的技术问题，以达到防止机器人打滑或偏航或本体晃动的技术效果。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的机器人的应用场景；

图2A示意性示出了根据本公开实施例的机器人的示意图；

图2B示意性示出了根据本公开另一实施例的机器人的示意图；

图3A示意性示出了根据本公开实施例的稳定机构的示意图；

图3B示意性示出了根据本公开另一实施例的稳定机构的示意图；以及

图4示意性示出了根据本公开实施例的机器人的仰视图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

本公开的实施例提供了一种机器人，包括：本体；驱动机构，安装在本体上，且用于驱动本体移动；以及减震机构，连接在驱动机构和本体之间，在驱动机构变速时防止本体晃动。

图1示意性示出了根据本公开的实施例机器人的应用场景。

如图1所示，在该应用场景中，机器人110位于地点A处，假如机器人110从地点A行驶到地点B的路途中，地面上有凹凸物120，则机器人110容易出现打滑或偏航的状况；又或者机器人110突然改变速度，就会容易导致机器人110晃动。此时，可以通过本公开的机器人方案，将减震机构与驱动机构连接，避免上述情况发生。

需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

图2A示意性示出了根据本公开实施例的机器人的示意图。

如图2A所示，该机器人200可以包括：本体210、驱动机构220和减震机构230。其中：

驱动机构220，安装在本体210上，且用于驱动本体210移动。

减震机构230，连接在驱动机构220和本体210之间，在驱动机构220变速时防止本体210晃动，其中，减震机构230的一端可以连接到驱动机构220，减震机构230的另一端可以连接到本体210。

在本公开的实施例中，本体210可以包括电池211，其中，电池211用于给机器人200供电。

根据本公开的实施例，驱动机构220可以连接到本体210，具体地，驱动机构220的连接位置可以包括但不限于：连接到本体210的底部；透过本体210底部连接到本体210顶部的面向底部的一侧；透过本体210底部连接到本体210底部和本体210顶部的中间位置。在本公开的实施例中，减震机构230可以连接在驱动机构220和本体230之间，例如，如图2B所示，减震机构230可以连接在驱动轮222和本体210之间。

在本公开的实施例中，减震机构230可以直接连接在驱动机构220和本体210之间。具体地，减震机构230可以包括两个端头，例如端头A，端头B，其中，端头A可以连接到驱动机构220，端头B可以连接到本体210。

根据本公开的实施例，减震机构230的端头A的连接位置可以包括多种，在此不做限定，例如可以连接到驱动机构220面向本体210的一侧，还可以连接到驱动机构220的驱动轮222上(如图2B所示)。另外，减震机构230的端头B的连接位置可以包括但不限于：连接到本体210的底部；透过本体210底部连接到本体210顶部的面向底部的一侧；透过本体210底部连接到本体210底部和本体210顶部的中间位置。

根据本公开的实施例，当地面不平整或者驱动机构220改变速度的情况下，可以通过调整减震机构230的预紧力，使驱动轮222始终压紧接面，避免机器人200打滑，同时也可以防止本体210晃动。

在本公开的实施例中，机器人200还可以包括万向轮240(也可以称为从动轮)，其中，万向轮240的数目不作限制，可选的，机器人200可以包括4个万向轮240，且这4个万向轮240可以分布在本体210的四角，以防止机器人200前后晃动或者左右晃动。根据本公开的实施例，通过在机器人200上安装有多个万向轮240，可以使得机器人200通过驱动机构220和万向轮240在任意的2D平面内自行移动，从而可以让机器人200根据实际情况改变其行驶方向。

根据本公开的实施例，当机器人200在正常工作的情况下，驱动机构220可以驱动本体210移动，由于万向轮240安装在本体210上，当本体210被驱动的情况下，本体210就可以带动万向轮240移动，以此实现机器人200行驶的目的。

在本公开的实施例中，通过将减震机构230连接在驱动机构220和本体210之间，使得当机器人200在凹凸不平的地面上行驶或者驱动机构220突然改变速度的情况下，减震机构230可以减缓或降低机器人200在行驶过程中的不平稳程度，且机器人200的驱动轮222也可以始终与地面贴紧，防止打滑现象。

与本公开实施例所提供的技术方案不同，目前，在一种相关技术中，普通的自导航机器人并未设置减震部件，这种机器人在不平整的地面工作时，会出现驱动轮不吃力或者悬空的状况，故而容易导致机器人打滑，甚至偏航。在另一种相关技术中机器人的减震部件安装在万向轮上，这种设计容易导致机器人在改变速度时来回晃动。

通过本公开的实施例，将减震机构直接连接在驱动机构和本体之间，可以有效避免机器人打滑或偏航，同时还可以防止驱动机构变速时本体晃动。

作为一种可选地实施例，该机器人200还可以包括支撑架250，如图2A所示，其中：

驱动机构220通过支撑架250安装在本体210上。

减震机构230的一端连接到驱动机构220，减震机构230的另一端连接到支撑架250面向驱动机构220的一侧。

在本公开的实施例中，减震机构230还可以间接的连接在驱动机构220和本体210之间。具体地，减震机构230可以包括两个端头，例如端头C，端头D，其中，端头C可以连接到驱动机构220，端头D可以连接到支撑架250面向驱动机构220的一侧。

根据本公开的实施例，减震机构230的端头C的连接位置可以包括多种，在此不做限定，例如可以连接到驱动机构220面向本体210的一侧，还可以连接到驱动机构220的驱动轮222上(如图2B所示)。另外，减震机构230的端头D的连接位置可以包括但不限于：连接到支撑架250的底部；透过支撑架250底部连接到支撑架250顶部的面向底部的一侧；透过支撑架250底部连接到支撑架250底部和支撑架250顶部的中间位置。

需要说明的是，本公开的实施例中的驱动机构220可以间接的通过支撑架250连接在本体210上，换言之，减震机构230可以通过支撑架250间接的连接在驱动机构220和本体210之间。

通过本公开的实施例，将减震机构间接连接在驱动机构和本体之间，即解决了机器人打滑、偏航或驱动机构变速时本体晃动的技术问题，又提高了机器人结构的稳固性。

作为一种可选地实施例，上述减震机构可以包括弹性机构。

作为一种可选地实施例，上述弹性机构可以包括弹簧。

图3A示意性示出了根据本公开实施例的稳定机构的示意图。

在该实施例中，该稳定机构300可以包括：驱动机构220、减震机构230和支撑架250。如图3A所示，其中，该驱动机构220可以包括：

电机221。

驱动轮222。

同步机构223，其中，电机221通过同步机构223驱动驱动轮222转动。

在本公开的实施例中，电机221可以包括驱动电机2211和减速电机2212，其中，驱动电机2211输出的转速A和力矩A作为减速电机2212的输入信号，减速电机2212输出的转速B和力矩B可以满足：转速B<转速A，力矩B>力矩A，且P_A＝P_B，其中，P_A为驱动电机2211的输出功率(可以是转速A与力矩A的乘积)，P_B为减速电机2212的输出功率(可以是转速B与力矩B的乘积)。

根据本公开的实施例，电机221与同步机构223连接，同步机构223与驱动轮222连接，其中，电机221轴线的延长线沿逆时针方向与同步机构223轴线的延长线之间有一夹角，该夹角优选为90度。

在本公开的实施例中，当机器人200在正常工作的情况下，减速电机2212输出的转速用于驱动同步机构223转动，由于同步机构223与驱动轮222连接，当同步机构223被驱动的情况下，同步机构223会带动驱动轮222转动，基于类似原理，驱动轮222可以通过本体210驱动万向轮240转动，以此可以实现机器人200自行移动的目的。

通过本公开的实施例，将同步机构设置在电机和驱动轮之间，不仅可以提高驱动机构结构的紧凑度，还可以降低本体的宽度。

图3B示意性示出了根据本公开另一实施例的稳定机构的示意图。

在该实施例中，参考3A中描述同步机构223还可以包括第一同步轮2231、第二同步轮2232和同步带2233。如图3B所示，其中：

第一同步轮2231与电机221连接。

第二同步轮2232与驱动轮222连接。

同步带2233套在第一同步轮2231和第二同步轮2232上，以使第一同步轮2231和第二同步轮2232同步。

在本公开的实施例中，第一同步轮2231与电机221连接可以包括第一同步轮2231与减速电机2212连接，具体地，可以包括第一同步轮2231的轮轴与减速电机2212的轮轴连接，在此不做限定。其中，减速电机2212可以包括普通的减速电机。

根据本公开的实施例，第二同步轮2232与驱动轮222连接可以包括但不限于第二同步轮2232的轮轴与驱动轮222的轮轴连接。

在本公开的实施例中，在机器人200工作时，减速电机2212输出的转速用于驱动第一同步轮2231转动，由于同步带2233套在第一同步轮2231和第二同步轮2232上，当第一同步轮2231转动的情况下，第一同步轮2231可以带动同步带2233转动，同时，同步带2233又可以带动第二同步轮2232转动，故而可以实现第一同步轮2231和第二同步轮2232同步的目的。进一步，第二同步轮2232还可以通过自身的轮轴驱动驱动轮222的轮轴，以实现驱动驱动轮222转动的目的。

通过本公开的实施例，实现了电机通过同步机构驱动驱动轮转动的目的。

作为一种可选地实施例，机器人包括至少两个所述驱动机构。

在本公开的实施例中，每个驱动机构可以连接一个或多个减震机构，如图3A和3B所示，可选地，每个驱动机构可以连接有两个减震机构。

通过本公开的实施例，在每个驱动机构连接有多个减震机构的情况下，可以进一步防止在驱动机构变速时本体来回晃动。

图4示意性示出了根据本公开实施例的机器人的仰视图。

如图4所示，该机器人200可以包括两个驱动机构，其中一个驱动机构的电机221A与另一个驱动机构的电机221B平行设置，且这两个驱动机构各自驱动轮(222A和222B)的轴线在一条直线上。

在本公开的实施例中，上述两个驱动机构可以交错的安装在本体210前后，能够充分利用本体210的宽度且可以使本体210宽度更加窄小，从而有助于机器人200适应不同尺寸巷道，例如可以是机器人200能够穿梭于狭窄巷道。

需要说明的是，本体210中央可以布置有其他必须置中的必要部件，如定位摄像头260，在此不做限定。

与本公开实施例所提供的技术方案不同，目前，在一种相关技术中，普通的自导航小车为节省空间采用直角减速机，但是，直角减速机有噪声较大、成本高等缺点。

通过本公开的实施例，将两个驱动机构交错的安装在本体前后，能够充分利用本体的宽度且可以使本体宽度更加窄小，从而有助于机器人适应不同尺寸巷道，

作为一种可选地实施例，上述驱动机构可以优选为安装在本体的底部。

需要说明的是，机器人还可以包括导航定位模块和上位通信系统，以实现机器人可以根据地点A和地点B自行设置行驶路径的目的，此时，该机器人可以称为自导航机器人。

在本公开的实施例中，导航定位模块可以利用数据融合技术将电机码盘定位数据、陀螺仪定位数据和摄像头定位数据相融合，以帮助机器人实现准确定位的目的。

与本公开实施例所提供的技术方案不同，目前，在一种相关技术中，传统定位方式采用码盘做里程计，摄像头定位做位置修正，但是，一旦本体轻微打滑，电机码盘输出转速就无无法实际计算出本体的角速度，导致机器人偏离航线。在另一种相关技术中，一般地，机器人的陀螺仪并不采集电机码盘的信息，而是单纯利用陀螺仪和加速度计做里程计，但是这种方式必须要采用价格昂贵的陀螺仪和加速度计，普通陀螺仪和加速度计无法满足定位精度要求。

而本方案采用陀螺仪估算本体角速度，即使在机器人打滑等情况下，也不会误判本体的角速度，可以保证机器人始终不偏离航线。本设计可以采用非常便宜的陀螺仪，并利用该陀螺仪和电机码盘做里程计，然后通过扩展卡尔曼滤波器融合该里程计和上述摄像头的定位信息，可以使导航定位模块的定位更加精准，其中，采用扩展卡尔曼滤波器算法可以利用各个传感器的优势补偿各自的劣势。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

Claims

1.一种机器人，包括：

本体；

驱动机构，安装在所述本体上，且用于驱动所述本体移动；以及

减震机构，连接在所述驱动机构和所述本体之间，在所述驱动机构变速时防止所述本体晃动，其中，所述减震机构的一端连接到所述驱动机构，所述减震机构的另一端连接到所述本体。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中：

所述机器人还包括支撑架；

所述驱动机构通过所述支撑架安装在所述本体上；以及

所述减震机构的一端连接到所述驱动机构，所述减震机构的另一端连接到所述支撑架面向所述驱动机构的一侧。

3.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述减震机构包括弹性机构。

4.根据权利要求3所述的机器人，其中，所述弹性机构包括弹簧。

5.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述驱动机构包括：

电机；

驱动轮；以及

同步机构，其中，所述电机通过所述同步机构驱动所述驱动轮转动。

6.根据权利要求5所述的机器人，其中，所述同步机构包括：

第一同步轮，与所述电机连接；

第二同步轮，与所述驱动轮连接；以及

同步带，套在所述第一同步轮和所述第二同步轮上，以使所述第一同步轮和所述第二同步轮同步。

7.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述机器人包括至少两个所述驱动机构。

8.根据权利要求5所述的机器人，其中，所述机器人包括两个所述驱动机构，其中一个所述驱动机构的电机与另一个所述驱动机构的电机平行设置，且这两个所述驱动机构各自驱动轮的轴线在一条直线上。

9.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述驱动机构安装在所述本体的底部。