CN108163077A - 越障机器人和越障系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的越障机器人和越障系统，涉及机器人技术领域。该越障机器人包括机器人车身、主动轮和从动轮，车身具有车头和车尾，主动轮和从动轮分别与机器人车身旋转连接，并分别靠近车头和车尾设置。越障机器人还包括第一电磁铁和磁性件。第一电磁铁与机器人车身连接，并设置于车尾和从动轮之间。第一电磁铁用于选择性地与磁性件相斥。该越障机器人越障能力强，行驶平稳，安全系数高。

Description

越障机器人和越障系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种越障机器人和越障系统。

背景技术

行走式机器人底盘通常为了满足行驶稳定性及运行环境的要求，底盘做得比较低且小巧，其通过障碍物的能力不好，稍微高点门槛等障碍物就难以越过，而如果通过加大车轮直径和底盘高度来提高其越障能力，则底盘会做得过于庞大，无法满足室内行走需要。

因此，研发一种能有效解决上述问题的越障机器人是目前需要迫切解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种越障机器人，该越障机器人越障能力强，行驶平稳，安全系数高。

本发明的另一目的在于提供一种越障系统，其采用本发明公开的越障机器人，该越障机器人越障能力强，行驶平稳，安全系数高。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

本发明提供的一种越障机器人，包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁和磁性件；所述第一电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述第一电磁铁用于选择性地与所述磁性件相斥。

进一步地，所述越障机器人还包括压力开关，所述第一电磁铁与所述压力开关电连接，所述压力开关用于与所述从动轮选择性抵持，并用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。

进一步地，所述越障机器人还包括第二电磁铁和第三电磁铁，所述第二电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述主动轮和所述从动轮之间；所述第三电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车头和所述主动轮之间；所述第二电磁铁和所述第三电磁铁分别用于选择性地与所述磁性件相斥。

进一步地，所述第二电磁铁和所述第三电磁铁分别与所述压力开关电连接，所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥；所述压力开关还用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第二电磁铁，以使所述第二电磁铁与所述磁性件相斥；所述压力开关也用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第三电磁铁，以使所述第三电磁铁与所述磁性件相斥。

进一步地，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁及所述第三电磁铁依次电连接，所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地依次导通所述第三电磁铁、所述第二电磁铁和所述第一电磁铁。

本发明提供的一种越障系统，包括导轨和越障机器人，所述导轨包括第一台阶面、第二台阶面和位于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的台阶转角，所述越障机器人包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁、磁性件和压力开关；所述第一电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述磁性件设置于所述第二台阶面处，所述压力开关设置于所述台阶转角处；所述压力开关用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。

进一步地，所述越障机器人还包括第二电磁铁和第三电磁铁，所述第二电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述主动轮和所述从动轮之间；所述第三电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车头和所述主动轮之间；所述第一电磁铁、所述第二电磁铁和所述第三电磁铁依次电连接，并与所述压力开关电连接；

所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地依次导通所述第三电磁铁、所述第二电磁铁和所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁、所述第二电磁铁及所述第三电磁铁分别与所述磁性件相斥。

进一步地，所述越障机器人包括控制器，所述压力开关与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述压力开关选择性地导通所述第一电磁铁或者导通所述第三电磁铁。

进一步地，所述磁性件为电磁铁，所述磁性件与所述压力开关电连接；所述压力开关还用于导通所述第一电磁铁的状态下，导通所述磁性件。

本发明提供的另一种越障系统，包括越障机器人和导轨；所述导轨包括第一台阶面、第二台阶面和位于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的台阶转角，所述越障机器人包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁、磁性件和压力开关；所述磁性件与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述第一电磁铁设置于所述第二台阶面处，所述压力开关设置于所述台阶转角处；所述压力开关用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的越障机器人，其机器人车身上靠近从动轮处设置有第一电磁铁，当越障机器人遇障碍物时，主动轮可通过动力越障，第一电磁铁能够选择性地与磁性件排斥，从而形成辅助力，帮助从动轮越障，因此，本发明提供的越障机器人越障能力强，行驶平稳，安全系数高。

本发明提供的越障系统，由于采用本发明公开的越障机器人，当越障机器人遇台阶等障碍物时，主动轮可通过动力越障，从动轮可以挤压压力开关，使得压力开关导通第一电磁铁，以使第一电磁铁与磁性件相斥，从而形成辅助力，帮助从动轮越障，该越障系统安全系数高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的越障系统的一种使用状态图。

图2为本发明第一实施例提供的越障系统的另一种使用状态图。

图3为本发明第一实施例提供的越障系统的结构框图。

图4为本发明第二实施例提供的越障系统的控制流程图。

图标：100-越障系统；110-导轨；112-第一台阶面；113-第二台阶面；114-台阶转角；200-越障机器人；210-机器人车身；211-车头；212-车尾；220-主动轮；230-从动轮；240-第一电磁铁；250-磁性件；260-压力开关；270-第二电磁铁；280-第三电磁铁；290-控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

图1为本实施例提供的越障系统100的一种使用状态图。请参照图1，本实施例提供了一种越障系统100，其包括导轨110和越障机器人200。

需要说明的是，导轨110用于越障机器人200行驶。应当理解，在其他较佳实施例中，越障机器人200可以单独出售。

由于采用该越障机器人200，本实施例提供的越障系统100的越障机器人200越障能力强，行驶平稳，越障系统100安全系数高。

本实施例中，导轨110包括第一台阶面112、第二台阶面113和位于第一台阶面112和第二台阶面113之间的台阶转角114。

应当理解，第一台阶面112和第二台阶面113的高度可以为10cm～20cm，或者根据实际生产需要，设计为更高或者更低。台阶转角114可以设置为90°，或者近似90°。

优选地，越障机器人200包括机器人车身210、主动轮220和从动轮230，车身具有车头211和车尾212，主动轮220和从动轮230分别与机器人车身210旋转连接，并分别靠近车头211和车尾212设置。

可以理解的是，越障机器人200在上台阶时，主动轮220可以通过自身驱动作用，较为容易的从第二台阶面113跨越到第一台阶面112，但从动轮230在从第二台阶面113跨越到第一台阶面112的过程中，容易在台阶转角114遇到阻碍，难以逾越。

需要说明的是，图中箭头所示方向为越障机器人200的运动方向。

本实施例中，越障机器人200还包括第一电磁铁240、磁性件250和压力开关260。

第一电磁铁240与机器人车身210连接，并设置于车尾212和从动轮230之间。

磁性件250设置于第二台阶面113处，压力开关260设置于台阶转角114处，压力开关260用于在从动轮230与压力开关260抵持的状态下，选择性地导通第一电磁铁240，以使第一电磁铁240与磁性件250相斥。

可以理解的是，第一电磁铁240与压力开关260电连接，当从动轮230挤压压力开关260，使压力开关260导通第一电磁铁240，从而使第一电磁铁240与磁性件250相斥，从而可以辅助从动轮230逾越台阶。

应当理解，在其他较佳实施例中，还可以采用其他方式实现第一电磁铁240和磁性件250的选择性相斥。

例如，设置位置传感器，当从动轮230靠近台阶时，导通电磁铁，使得第一电磁铁240与磁性件250相斥。

本实施例中，磁性件250为电磁铁，磁性件250与压力开关260电连接。压力开关260还用于导通第一电磁铁240的状态下导通磁性件250。

图2为本实施例提供的越障系统100的另一种使用状态图。请参照图2，可以理解的是，当越障机器人200反向从第一台阶面112下台阶到第二台阶面113时，由于不平，容易颠簸。

需要说明的是，图中箭头所示方向为越障机器人200的运动方向。

本实施例中，越障机器人200还包括第二电磁铁270和第三电磁铁280，第二电磁铁270与机器人车身210连接，并设置于主动轮220和从动轮230之间。第三电磁铁280与机器人车身210连接，并设置于车头211和主动轮220之间。第二电磁铁270和第三电磁铁280分别用于选择性地与磁性件250相斥。

优选地，第二电磁铁270和第三电磁铁280分别与压力开关260电连接。

压力开关260用于在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，选择性地导通第一电磁铁240，以使第一电磁铁240与磁性件250相斥。压力开关260还用于在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，选择性地导通第二电磁铁270，以使第二电磁铁270与磁性件250相斥。压力开关260也用于在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，选择性地导通第三电磁铁280，以使第三电磁铁280与磁性件250相斥。

优选地，第一电磁铁240、第二电磁铁270及第三电磁铁280依次电连接，压力开关260用于在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，选择性地依次导通第三电磁铁280、第二电磁铁270和第一电磁铁240。

可以理解的是，在越障机器人200反向从第一台阶面112下台阶到第二台阶面113时，主动轮220挤压压力开关260，使得压力开关260依次导通第三电磁铁280、第二电磁铁270和第一电磁铁240，使得磁性件250和第三电磁铁280、第二电磁铁270及第一电磁铁240之间依次产生排斥力，有效地减小颠簸。

图3为本实施例提供的越障系统100的结构框图。请参照图3，可以理解的是，为了防止两个过程相互干扰，即是说，在越障机器人200上台阶时，主动轮220对压力开关260不起作用，仅从动轮230的挤压能够触发压力开关260，而在越障机器人200下台阶时，主动轮220能够首先触发压力开关260，本实施例中，越障机器人200还包括控制器290，压力开关260与控制器290电连接，控制器290用于控制压力开关260选择性地导通第一电磁铁240或者导通第三电磁铁280。

也就是说，控制器290根据上台阶模式，控制压力开关260与第一电磁铁240导通，阻止主动轮220触发压力开关260，在下台阶模式，控制压力开关260与第三电磁铁280导通，保证较为平缓的行驶。

应当理解，在其他较佳实施例中，越障机器人200的压力开关260和磁性件250的安装位置可以根据实际需要摆放。

并且应当理解，在其他较佳实施例中，越障系统100的结构还可以有不同变化。可以在越障机器人200的机器人车身210设置三个具有磁性的磁性件250，三个磁性件250分别设置在车尾212和从动轮230之间、主动轮220和从动轮230之间以及车头211和主动轮220之间，然后设置单独的电磁铁，其与压力开关260电连接，以使压力开关260导通电磁铁的状态下，使得电磁铁与磁性件250之间形成磁力。

第二实施例

图4为本实施例提供的越障系统100的控制流程图。请参照图4，本实施例提供了一种越障系统100的控制方法，其应用于第一实施例提供的越障系统100。

该越障系统100的控制方法包括以下步骤：

步骤S110：判断越障机器人200是否为上台阶模式。

需要说明的是，可以通过设置距离传感器等，实现对越障机器人200上台阶模式或者下台阶模式的判断。

步骤S121：在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，控制压力开关260触发失效，在从动轮230与压力开关260抵持的状态下，控制压力开关260触发生效。

需要说明的是，当步骤S110的判断结果为是的状态下，执行步骤S121。

步骤S122：在主动轮220与压力开关260抵持的状态下，控制压力开关260触发生效，在从动轮230与压力开关260抵持的状态下，控制压力开关260触发失效。

需要说明的是，当步骤S110的判断结果为否的状态下，执行步骤S122。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种越障机器人，其特征在于，包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁和磁性件；所述第一电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述第一电磁铁用于选择性地与所述磁性件相斥。

2.如权利要求1所述的越障机器人，其特征在于，所述越障机器人还包括压力开关，所述第一电磁铁与所述压力开关电连接，所述压力开关用于与所述从动轮选择性抵持，并用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。

3.如权利要求2所述的越障机器人，其特征在于，所述越障机器人还包括第二电磁铁和第三电磁铁，所述第二电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述主动轮和所述从动轮之间；所述第三电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车头和所述主动轮之间；所述第二电磁铁和所述第三电磁铁分别用于选择性地与所述磁性件相斥。

4.如权利要求3所述的越障机器人，其特征在于，所述第二电磁铁和所述第三电磁铁分别与所述压力开关电连接，所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥；所述压力开关还用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第二电磁铁，以使所述第二电磁铁与所述磁性件相斥；所述压力开关也用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第三电磁铁，以使所述第三电磁铁与所述磁性件相斥。

5.如权利要求4所述的越障机器人，其特征在于，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁及所述第三电磁铁依次电连接，所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地依次导通所述第三电磁铁、所述第二电磁铁和所述第一电磁铁。

6.一种越障系统，其特征在于，包括导轨和越障机器人，所述导轨包括第一台阶面、第二台阶面和位于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的台阶转角，所述越障机器人包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁、磁性件和压力开关；所述第一电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述磁性件设置于所述第二台阶面处，所述压力开关设置于所述台阶转角处；所述压力开关用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。

7.如权利要求6所述的越障系统，其特征在于，所述越障机器人还包括第二电磁铁和第三电磁铁，所述第二电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述主动轮和所述从动轮之间；所述第三电磁铁与所述机器人车身连接，并设置于所述车头和所述主动轮之间；所述第一电磁铁、所述第二电磁铁和所述第三电磁铁依次电连接，并与所述压力开关电连接；

所述压力开关用于在所述主动轮与所述压力开关抵持的状态下，选择性地依次导通所述第三电磁铁、所述第二电磁铁和所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁、所述第二电磁铁及所述第三电磁铁分别与所述磁性件相斥。

8.如权利要求7所述的越障系统，其特征在于，所述越障机器人包括控制器，所述压力开关与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述压力开关选择性地导通所述第一电磁铁或者导通所述第三电磁铁。

9.如权利要求6所述的越障系统，其特征在于，所述磁性件为电磁铁，所述磁性件与所述压力开关电连接；所述压力开关还用于导通所述第一电磁铁的状态下，导通所述磁性件。

10.一种越障系统，其特征在于，包括越障机器人和导轨；所述导轨包括第一台阶面、第二台阶面和位于所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的台阶转角，所述越障机器人包括机器人车身、主动轮和从动轮，所述车身具有车头和车尾，所述主动轮和所述从动轮分别与所述机器人车身旋转连接，并分别靠近所述车头和所述车尾设置；

所述越障机器人还包括第一电磁铁、磁性件和压力开关；所述磁性件与所述机器人车身连接，并设置于所述车尾和所述从动轮之间；所述第一电磁铁设置于所述第二台阶面处，所述压力开关设置于所述台阶转角处；所述压力开关用于在所述从动轮与所述压力开关抵持的状态下，导通所述第一电磁铁，以使所述第一电磁铁与所述磁性件相斥。