CN108177138A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人，包括机器人本体、行驶轮和控制器，所述行驶轮设置于所述机器人本体上；所述机器人还包括定位装置，所述定位装置包括与所述机器人本体连接的主架体，所述主架体上连接有三个滚轮支架；每个滚轮支架上均设置有滚轮；每个滚轮支架上均设置有一个位移传感器，每个位移传感器均与所述控制器电连接，三个位移传感器呈三角排布。本发明中，通过三个位移传感器能够采集三个坐标的位移数据，从而能够精确校正机器人的位移偏差。本发明中的定位装置结构简单且装配方便，从而使得机器人位移校正较容易实现。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

随着人工智能技术的发展，机器人能够协助人类完成某些工作。以机器人执行定点处理任务(如定点投篮、定点拣货等)为例，机器人可以根据预先设定的轨迹运动到达预先设定的地点，以完成相关任务。然而，机器人在行进过程中，可能会由于地面打滑或者遇到小颗粒障碍物，导致其运动轨迹偏离预先设定的轨迹，无法到达预先设定的地点。为了校正机器人因运动轨迹偏离而产生的位移偏差，需要在机器人上设置定位装置。

现有技术中，通常采用在机器人上设置摄像头，通过摄像头拍摄机器人的运动轨迹来校正机器人的位移偏差。然而，为了确保摄像头的拍摄视角以及拍摄效果，对摄像头的硬件要求以及摄像头的装配要求均较高，这使得机器人位移校正的实现难度较大。

发明内容

本发明提供一种机器人，以解决现有机器人位移校正的实现难度较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明提供一种机器人，包括机器人本体、行驶轮和控制器，所述行驶轮设置于所述机器人本体上；所述机器人还包括定位装置，所述定位装置包括与所述机器人本体连接的主架体，所述主架体上连接有三个滚轮支架；每个滚轮支架上均设置有滚轮；每个滚轮支架上均设置有一个位移传感器，每个位移传感器均与所述控制器电连接，三个位移传感器呈三角排布。

可选的，所述主架体上还设置有滑槽，每个滚轮支架上连接有滑动杆，所述滑动杆伸出滚轮支架的一端嵌入所述滑槽内。

可选的，所述滑动杆与所述滑槽滑动连接。

可选的，所述滑动杆伸出滚轮支架的部分设置有至少一个限位孔。

可选的，所述滑动杆向上伸出滚轮支架的部分设置有多个限位孔，所述多个限位孔沿所述滑动杆的长度方向间隔排布。

可选的，所述滑动杆上以及滚轮支架上均设置有固定孔，所述滑动杆上的固定孔与滚轮支架上的固定孔穿设有一连接件。

可选的，所述三个位移传感器以所述机器人的行驶方向为对称轴呈对称三角排布。

可选的，每个位移传感器均设置于滚轮支架的靠内侧的侧部。

可选的，所述滚轮为万向轮或定向轮。

本发明中，通过在机器人上设置定位装置，该定位装置包括呈三角排布的三个位移传感器，这样，通过三个位移传感器能够采集三个坐标的位移数据，从而能够精确校正机器人的位移偏差。相比现有技术，本发明中的定位装置结构简单且装配方便，从而使得机器人位移校正较容易实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的机器人中的定位装置的立体图；

图2是本发明实施例提供的机器人中的定位装置的俯视图；

图3是本发明实施例提供的机器人中的定位装置的前视图；

图4是本发明实施例提供的机器人中的定位装置的后视图；

图5是本发明实施例提供的机器人中的定位装置的侧视图。

具体实施方式

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。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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种机器人，包括机器人本体、行驶轮、控制器和定位装置，行驶轮设置于机器人本体上。

如图1至图5所示，定位装置包括与机器人本体连接的主架体1，主架体1上连接有三个滚轮支架2；每个滚轮支架2上均设置有滚轮3；每个滚轮支架上均设置有一个位移传感器4，每个位移传感器4均与控制器电连接，三个位移传感器4呈三角排布。

本发明实施例中，每个位移传感器4用于采集位移数据，并将采集到的位移数据发送给控制器；控制器用于根据接收到的位移数据，对机器人的位移偏差进行校正。

本发明实施例中，将三个位移传感器4呈三角排布，使得三个位移传感器4能够形成一个平面坐标系，从而能够更好地反映机器人的行驶路径。这样，三个位移传感器4在同一时刻能够采集三个坐标的位移数据，从而能够提高机器人校正位移偏差的精度。

这里，控制器根据接收到的位移数据，对机器人的位移偏差进行校正的方式可以有多种。例如，控制器可以通过内部设定的程序或编码对位移数据进行处理，并根据处理的结果对机器人的位移偏差进行校正。

可选的，上述控制器用于根据接收到的位移数据，对机器人的位移偏差进行校正，包括：

控制器用于通过以下公式计算机器人的位移数据，对机器人的位移偏差进行校正；

其中，V_x、V_y和ω分别对应x方向速度、y方向速度和角速度，t为机器人行驶时间，V_xt、V_yt和ωt分别对应x方向位移、y方向位移和角位移，θ₁、θ₂和θ₃分别对应三个位移传感器4相对于坐标系的角度，l₁、l₂和l₃分别对应三个位移传感器4的位置距离坐标原点的距离，V₁、V₂和V₃是分解至三个位移传感器4的运动速度。

具体的，上述计算公式的推导过程如下：

以地面为参考系，可将机器人的运动状态描述为如下1*3的矩阵：

其中，V_x、V_y和ω分别对应x方向速度、y方向速度和角速度。

假设，将机器人的行驶速度分解至三个位移传感器4之后，得到机器人正运动学公式：

可以看出，中间的矩阵的参数全部是位移传感器4在坐标系中固有的量。因此，对于任意的移动，在已知V₁、V₂和V₃的情况下，通过上述正运动学公式的逆向运算，可以推导出机器人的V_x、V_y和ω，再根据机器人的行驶时间，能够进一步得到上述机器人的位移计算公式。

进一步的，三个位移传感器4以机器人的行驶方向为对称轴呈对称三角排布。这时，θ₁、θ₂和θ₃的值可以取例如90°或0°的特殊值，l₁和l₃可以取相等的值。这样，能够简化位移数据的计算过程。

在一种情况下，也可以用陀螺仪代替三个位移传感器4中的一个位移传感器4。

本发明实施例中，通过在机器人上设置定位装置，该定位装置包括呈三角排布的三个位移传感器，这样，通过三个位移传感器能够采集三个坐标的位移数据，从而能够精确校正机器人的位移偏差。相比现有技术，本发明实施例对位移传感器的硬件要求以及位移传感器的装配位置均没有特殊的要求。可见，本发明实施例的结构简单且装配方便，从而使得机器人位移校正较容易实现。

本发明实施例中，定位装置的滚轮3可以与机器人本体的行驶轮位于同一平面上，这样，机器人在地面上行驶时，滚轮3可以沿机器人的行驶方向在地面上滚动。

其中，滚轮3可以为万向轮或定向轮。例如，三个滚轮3都为万向轮；或者，三个滚轮3都为定向轮；或者，三个滚轮3中既有定向轮，又有万向轮；等等。本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例中，主架体1与滚轮支架2的连接方式不作限定。例如，主架体1可以通过铆钉、螺钉或螺栓等紧固件与滚轮支架2进行固定连接，也可以是将滚轮支架2通过焊接的方式固定在主架体1上；等等。

优选的，主架体1上还设置有滑槽5，每个滚轮支架2上连接有滑动杆6，滑动杆6伸出滚轮支架的一端嵌入滑槽5内，以实现主架体1与滚轮支架2的连接。

相比于上述所例举的主架体1与滚轮支架2固定连接的各种实施方式，该优选实施方式通过滑动杆6与滑槽5的相互配合来实现主架体1与滚轮支架2的连接，便于自由调节滚轮支架2离地面的高度。这样，当不需要使用机器人时，可以将滚轮支架2升高，使滚轮3脱离地面；或者，当地面状况较差时，可以将滚轮支架2适当升高，以免机器人在行驶时，因滚轮3遇到障碍物而导致机器人的行驶受阻。

进一步的，滑动杆6与滑槽5滑动连接。这样，在机器人行驶过程中，滑动杆6可沿滑槽5滑动，以调节滚轮3相对主架体1的升降。

即使机器人行驶在较平整的地面上，地面上也可能存在小颗粒物或小凸包等不影响机器人正常行驶的障碍物。为了使滚轮3更好地越过这些小型障碍物，滑动杆6在机器人行驶过程中可以沿滑槽5滑动。

具体的，当滚轮3遇到上述障碍物时，由于受到障碍物的承托，滑动杆6沿滑槽5向上滑动，使滚轮3相对主架体1升高；待滚轮3成功越过小型障碍物之后，在滚轮3、滚轮支架2及位移传感器4的重力作用下，滑动杆6向下滑动，使滚轮3相对主架体1降低。

需要说明的是，为了使滑动杆6可以较自由灵活地沿滑槽5滑动，滑动杆6与滑槽5之间的摩擦力应尽可能地小。

可选的，滑动杆6伸出滚轮支架2的部分设置有至少一个限位孔61，至少一个限位孔61用于限制滑动杆6沿滑槽5滑动的位移。进一步的，滑动杆6向上伸出滚轮支架2的部分设置有多个限位孔61，多个限位孔61沿滑动杆6的长度方向间隔排布。

可选的，滑动杆6上设置有固定孔62，滚轮支架2上也设置有固定孔(图中未示出)，滑动杆6上的固定孔62与滚轮支架2上的固定孔相适配，滑动杆6上的固定孔62与滚轮支架2上的固定孔穿设有一连接件(图中未示出)，以实现滑动杆6与滚轮支架2的连接。其中，连接件可以是螺钉、螺杆或铆钉等紧固件。

通过在滑动杆6和滚轮支架2上设置固定孔，使滑动杆6与滚轮支架2保持可拆卸的固定连接状态，这样，当需要更换滑动杆6或滚轮支架2时，只需将设置于固定孔内的紧固件拆卸下来，进行更换即可。可见，该实施方式具有便于拆卸及便于更换的有益效果。

可选的，每个位移传感器4均设置于滚轮支架2的靠内侧的侧部。这样，位移传感器4能够处于相对安全的位置空间内，能够防止位移传感器4因受外力碰撞而损坏，提高了位移传感器4的使用寿命。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种机器人，包括机器人本体、行驶轮和控制器，所述行驶轮设置于所述机器人本体上；其特征在于，

所述机器人还包括定位装置，所述定位装置包括与所述机器人本体连接的主架体，所述主架体上连接有三个滚轮支架；每个滚轮支架上均设置有滚轮；每个滚轮支架上均设置有一个位移传感器，每个位移传感器均与所述控制器电连接，三个位移传感器呈三角排布。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述主架体上还设置有滑槽，每个滚轮支架上连接有滑动杆，所述滑动杆伸出滚轮支架的一端嵌入所述滑槽内。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述滑动杆与所述滑槽滑动连接。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述滑动杆伸出滚轮支架的部分设置有至少一个限位孔。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述滑动杆向上伸出滚轮支架的部分设置有多个限位孔，所述多个限位孔沿所述滑动杆的长度方向间隔排布。

6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述滑动杆上以及滚轮支架上均设置有固定孔，所述滑动杆上的固定孔与滚轮支架上的固定孔穿设有一连接件。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述三个位移传感器以所述机器人的行驶方向为对称轴呈对称三角排布。

8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，每个位移传感器均设置于滚轮支架的靠内侧的侧部。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述滚轮为万向轮或定向轮。