CN108725625A - 爬楼越障运力载具、控制方法、移动终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爬楼越障运力载具、控制方法、移动终端及存储介质，爬楼越障运力载具包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成、直线平移装置、转向装置、负载平台、视觉识别处理装置和控制装置；根据线路信息控制直线平移装置相对支撑腿移动目标距离，转向装置带动负载平台相对支撑腿旋转目标角度；支撑腿伸缩目标长度，保证非支撑腿替换为支撑腿能支撑在地面。通过非支撑腿与支撑腿之间的切换，实现负载平台相对支撑腿直线移动，基于转向装置驱动负载平台的旋转，实现负载平台转向；利用可伸缩支撑腿，保证负载平台始终处于水平状态。

Description

爬楼越障运力载具、控制方法、移动终端及存储介质

技术领域

本发明涉及智能载具技术领域，尤其涉及一种爬楼越障运力载具、控制方法、移动终端及存储介质。

背景技术

如今市面上所见的智能爬楼越障载具，主要运用四杆机构或者行星轮机构来实现爬楼越障。主要包括如下几种类型：行星轮型，这种爬楼越障结构简单，利用自锁机构，保证上下楼梯时不倾倒；外加履带型，这种爬楼越障结构，在上下楼时，采用外加履带的方式，保证了上下楼梯过程的连续性；履带与轮子组合型，这种爬楼越障载具运用四杆机构，通过升降轮子来实现轮子与履带的转换。其中，行星轮型爬楼越障载具，在上下楼梯时，不能满足使用者对舒适和可靠性的需求，无法保持负载平台的水平；而外加履带型爬楼越障载具在每次安装履带时，需要在他人的帮助下完成，与此同时，外加履带十分笨重，携带不便，极大的限制了爬楼越障载具的使用范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种爬楼越障运力载具、控制方法、移动终端及存储介质，旨在解决现有技术中爬楼越障载具结构复杂、携带不便，以及不能保持负载平台水平的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种爬楼越障运力载具，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置、转向装置、负载平台和电源；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿伸缩的伸缩驱动装置；所述直线平移装置包括驱动直线平移装置相对支撑腿垂直直线平移的直线平移驱动装置；所述转向装置包括转向驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；

所述行走装置与直线平移驱动装置驱动的直线平移装置直线滑动连接，所述直线平移装置远离行走装置一侧与转向装置固定连接，转向装置与负载平台可旋转连接，所述视觉识别装置与控制装置电性连接，所述控制装置与伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置电性连接；所述电源为视觉识别装置、控制装置、伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置提供电能。

可选地，所述可伸缩支撑腿通过转动驱动和/或线性驱动实现伸缩；所述可伸缩支撑腿包括剪刀式结构、液压推杆式结构和齿轮式结构中至少一种可伸缩结构；所述可伸缩支撑腿上还设置有旋转结构，所述旋转结构将可伸缩支撑腿分为旋转部和固定部，旋转部和固定部通过旋转结构活动连接；所述旋转部远离旋转结构一端与直线平移装置滑动连接，所述固定部远离旋转结构一端用于与地面接触，起支撑作用。

可选地，所述直线平移装置通过转动驱动和/或线性驱动实现直线平移，所述直线平移装置包括直线齿条与齿轮啮合结构或者直线滑轨与滑轮配合结构中至少一种直线平移结构；所述每一条可伸缩支撑腿与一直线平移装置单独滑动连接；所述同一组可伸缩支撑腿的每一条可伸缩支撑腿所连接的直线平移装置之间为平行关系。

可选地，所述转向装置通过旋转驱动和/或线性驱动实现转向，所述转向装置包括转向轮和驱动轮啮合结构或者推拉连杆结构中至少一种转向结构；所述同一组可伸缩支撑腿平行设置的两直线平移装置与同一个转向装置固定连接。

本发明还提供一种爬楼越障运力载具控制方法，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置、转向装置和负载平台；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿伸缩的伸缩驱动装置，所述直线平移装置包括驱动直线平移装置相对支撑腿水平直线移动的直线平移驱动装置；所述转向装置包括转向驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；

所述爬楼越障运力载具控制方法包括：

基于视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围获取线路信息并动态计算调整行进路线，根据所述线路信息对直线平移驱动装置、伸缩驱动装置和转向驱动装置进行综合协调控制；

根据所述线路信息计算，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向；

根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩的目标长度，以保证非支撑腿交替为支撑腿时能支撑在地面，且负载平台始终处于水平状态；

所述非支撑腿在直线平移装置起点位置自动伸缩长度至稳定支撑在地面，交替为支撑腿，所述支撑腿收缩交替为非支撑腿。至此，支撑腿与非支撑腿完成一个交替循环。

可选地，所述基于视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围获取线路信息的步骤，还包括：

判断所述获取的线路信息是否处于基于视觉识别处理装置设定控制的范围内；

若通过处理程序进行越障、避障计算，获取的线路信息处于基于视觉识别处理装置控制的范围内时，则执行控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向的步骤；

若通过处理程序进行越障、避障计算，动态调整行进路线后所获取的线路信息均超出视觉识别处理装置设定的控制范围时，则输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

可选地，所述控制直线平动装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离的步骤包括：

当通过处理程序计算，所述目标距离大于或者等于直线平移装置起点到终点的距离时；

控制所述直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动至终点；

当通过处理程序计算，所述目标距离为直线平移装置起点到终点距离，但是所述非支撑腿更新为支撑腿时，所述非支撑腿将落于障碍物边缘时；

调整所述目标距离为第一距离，所述第一距离小于直线平移装置起点到终点的距离，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动第一距离。

可选地，所述根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩的目标长度的步骤包括：

若计算出当支撑腿伸缩至最大或最小目标长度后，非支撑腿交替为支撑腿无法支撑在地面时，

在视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围内依照控制程序的优选算法，至少一次调整线路，根据所述线路信息计算所述支撑腿伸缩目标长度使非支撑腿交替为支撑腿时能够支撑在地面；当经过多次调整线路计算支撑腿伸缩的目标长度，均无法使非支撑腿交替为支撑腿时支撑在地面后，输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

本发明还提供一种移动终端，所述移动终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的爬楼越障运力载具控制程序，还包括实现干涉控制的人机交互程序模块及装置，人工智能控制的交互接口。所述爬楼越障运力载具控制程序包含被所述处理器执行时实现上述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有爬楼越障运力载具控制程序，所述爬楼越障运力载具控制程序被处理器执行时实现上述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤；所述控制程序通过视觉识别装置获取线路及环境信息；所述视觉识别装置包含激光雷达、雷达、摄像头和红外传感器中一种或几种的组合至少一种。

本发明公开了一种爬楼越障运力载具，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置、转向装置和负载平台；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿伸缩的伸缩驱动装置，所述直线平移装置包括驱动直线平移装置相对支撑腿水平移动的直线平移驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；通过视觉识别处理装置和/或移动终端输入获取线路信息；根据所述线路信息控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置带动负载平台相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度；控制未支撑地面的非支撑腿位于直线平移装置起点位置，根据所述线路信息计算所述非支撑腿成为支撑腿时伸缩的目标长度；所述非支撑腿在直线平移装置起点位置按照所述伸缩的目标长度更新为支撑腿以支撑地面，所述支撑腿收缩更新为非支撑腿。通过非支撑腿与支撑腿之间的更新切换，实现直线平移装置相对支撑腿直线移动，进而带动负载平台直线移动；在需要转向时，通过转向装置带动负载平台的旋转，进而实现负载平台转向；利用可伸缩支撑腿，保证负载平台始终处于水平状态，解决现有技术中爬楼越障载具的结构复杂，无法保持负载平台水平的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端/装置结构示意图；

图2为本发明爬楼越障运力载具的一实施例的主视图和左视图；

图3为本发明爬楼越障运力载具的一实施例中直线平移装置与支撑腿的结构示意图；

图4为本发明爬楼越障运力载具的一实施例中转向装置的结构示意图；

图5为本发明爬楼越障运力载具控制方法的一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	负载平台	2	直线平移装置
3	可伸缩支撑腿	4	转向装置
				5	连接座	21	直线平移驱动装置
31	旋转结构	32	滑轮
				41	转向轮	42	驱动轮

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。本发明中移动终端以下简称终端。

本发明实施例终端可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，终端还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及爬楼越障运力载具控制程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的爬楼越障运力载具控制程序。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

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。

本发明提供一种爬楼越障运力载具，如图2至图4所示，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置2、转向装置4、负载平台1和电源；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿3，每组可伸缩支撑腿3由至少两条可伸缩支撑腿3组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿3伸缩的伸缩驱动装置，所述直线平移装置包括驱动直线平移装置2相对支撑腿垂直直线平移的直线平移驱动装置21；所述转向装置4包括转向驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；

所述行走装置通过滑轮32与直线平移驱动装置21驱动的直线平移装置2直线滑动连接，所述直线平移装置2远离行走装置一侧与转向装置4固定连接，转向装置4与负载平台1可旋转连接，所述视觉识别装置与控制装置电性连接，所述控制装置与伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置电性连接；所述电源为视觉识别处理装置、控制装置、伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置提供电能。

一负载平台1可以安装一组或者多组可伸缩支撑腿3，每组可伸缩支撑腿3可以由两条或者更多的可伸缩支撑腿3组成，以负载平台1上设置有4组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿3为两条可伸缩支撑腿3为例，可伸缩支撑腿3远离支撑地面的一端设置有滑轮32，所述滑轮32与直线平移装置2滑动连接，当然，也可以设置除滑轮32以外的其他连接组件，实现直线平移装置2相对可伸缩支撑腿3移动即可。当可伸缩支撑腿3支撑于地面时，该可伸缩支撑腿3为支撑腿，通过直线平移驱动装置21驱动直线平移装置2相对该支撑腿垂直直线平移，进而带动与直线平移装置2连接的负载平台1直线移动，而该支撑腿相对地面静止；每组可伸缩支撑腿3中另一条可伸缩支撑腿3处于收缩状态，该可伸缩支撑腿3为非支撑腿，当直线平移装置2移动到目标距离停止，该非支撑腿伸长用以支撑地面，转换为支撑腿，而之前支撑腿收缩，转换为非支撑腿。之后，与新更新为支撑腿滑动连接的直线平移装置2在对应直线平移驱动装置21驱动下，相对更新后的支撑腿直线移动，当移动到目标距离停止，更新之后的非支撑腿伸长转换为支撑腿用以支撑地面，更新后的支撑腿收缩转换为非支撑腿，如此循环，实现负载平台1直线平移。

再者，在直线平移装置2相对支撑腿移动过程中，目标距离小于或者等于直线平移装置2可以平移的起点到终点的距离。每次直线平移装置2相对支撑腿移动时，从直线平移装置2的起点移动到目标距离，直线平移驱动装置21将非支撑腿从直线平移装置2的目标距离位置处驱动使其位于直线平移装置2的起点，以便于该非支撑腿转换为支撑腿时，直线平移装置2从直线平移装置2的起点相对支撑腿移动目标距离。

为保证该爬楼越障运力载具的智能型，进一步设置视觉识别处理装置，通过视觉识别处理装置设备该爬楼越障运力载具周围路面环境信息，并将其传递给控制装置，进而，控制装置根据获取的路面环境信息控制伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和/或转向驱动装置工作。当路面环境不是平坦路面时，基于非支撑腿落于地面时距离地面的高度，控制伸缩驱动装置工作调整非支撑腿转换为支撑腿时的腿长，通过支撑腿地面的腿长不同保证负载平台1始终处于水平状态。当路面环境无法通过调整腿长实现负载平台1水平移动或者道路出现转弯时，通过转向装置4带动与其固定连接的直线平移装置2和负载平台1相对于支撑腿转向，进而实现该爬楼越障运力载具转向，在转向的基础上再进行上述的直线平移，如此，实现了爬楼越障运力载具的智能越障和转向，保证其负载平台1始终处于水平状态。

在本实施例中基于视觉识别处理装置获取路面环境信息，以可伸缩支撑腿3、直线平移装置2以及转向装置4实现爬楼越障运力载具自动移动和转向，而且可伸缩支撑腿3可根据路面环境信息调整伸缩的长度，保证负载平台1始终处于水平状态。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具的一实施例中，如图3所示，所述可伸缩支撑腿通过转动驱动和/或线性驱动实现伸缩；所述可伸缩支撑腿3包括剪刀式结构、液压推杆式结构和齿轮式结构中至少一种可伸缩结构；所述可伸缩支撑腿3上还设置有旋转结构31，所述旋转结构31将可伸缩支撑腿3分为旋转部和固定部，旋转部和固定部通过旋转结构31活动连接；所述旋转部远离旋转结构31一端与直线平移装置2滑动连接，所述固定部远离旋转结构31一端用于与地面接触，起支撑作用。

在本实施例中一剪刀式结构为例，剪刀式结构包括斜腹杆和弦杆，所述斜腹杆和弦杆长度都固定，且两根斜腹杆的中部位置开孔通过剪刀式交叉方式铰接连接；两根斜腹杆的端部开孔且铰接连接至弦杆的一端，相对应位置的两根弦杆的另一端开孔且相互铰接连接。剪刀式结构一端连接与直线平移装置2滑动连接的滑轮32，剪刀式另一端连接与地面接触的支撑端，通过伸缩驱动装置驱动剪刀式可伸缩支撑腿3实现伸长或者缩短，保证可伸缩支撑腿3与地面接触支撑负载平台1时，负载平台1处于水平状态。当然，也可以是液压推杆式结构、齿轮式结构或者其他可实现支撑腿伸缩的结构，只要可实现可伸缩支撑腿3伸缩的结构均可，在此不作具体限定。其中，液压推杆式结构，可以是液压缸推杆机构，液压缸推杆机构包括液压缸和伸缩杆，伸缩杆一端与直线平移装置2滑动连接的滑轮32，伸缩杆另一端连接与地面接触的支撑端，通过液压缸驱动伸缩杆伸长或者缩短。齿轮式结构，可以是齿轮轨道式伸缩杆，包括横杆、伸缩杆、伸缩杆微动开关、挡板、收缩限位微动开关、齿轮轨、边框、基础杆座，所述横杆安装于背面平面处，所述伸缩杆微动开关、收缩限位微动开关连接在本体内面处，所述伸缩杆依次连接，所述齿轮轨依次连接于伸缩杆连接处，伸缩杆一端与直线平移装置2滑动连接的滑轮32连接，伸缩杆另一端连接于地面接触的支撑端，通过伸缩杆微动开关控制伸缩杆伸长或者缩短。当然，每条可伸缩支撑腿3上可以设置多种伸缩结构，也可以不同可伸缩支撑腿3上设置不同的伸缩结构。

对于每条可伸缩支撑腿3上均可设置旋转结构31，该旋转结构31可以设置于可伸缩支撑腿3上靠近地面的一端，也可以设置于靠近负载平台1的一端，通过旋转结构31将可伸缩支撑腿3分为旋转部和固定部，固定部靠近地面一侧，旋转部靠近负载平台1一侧，在转向装置4实现爬楼越障运力载具转向时，固定部相对于地面静止，旋转部与负载平台1一起转向，实现不移动可伸缩支撑腿3的前提下低阻力转向，如果不设置旋转结构31，在转向过程中，转向装置4需使可伸缩支撑腿3在地面上移动以实现转向，显然，可伸缩支撑腿3在地面上移动会有较大的阻力，不利于转向操作，而且也容易磨损可伸缩支撑腿3与地面接触的一端。如果将可伸缩支撑腿3与地面接触一端设置为可旋转滑轮结构，也可以实现爬楼越障运力载具的转向，但是不利于可伸缩支撑腿3与地面的稳定接触。

在本实施例中，提供多种实现可伸缩支撑腿3实现伸缩的可伸缩结构，再者，通过在可伸缩支撑腿3上设置旋转结构31，便于爬楼越障运力载具的低阻力转向，同时也减少可伸缩支撑腿3与地面接触端的磨损。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具的一实施例中，如图3所示，所述直线平移装置通过转动驱动和/或线性驱动实现直线平移，所述直线平移装置2包括直线齿条与齿轮啮合结构或者直线滑轨与滑轮配合结构中至少一种直线平移结构；所述每一条可伸缩支撑腿3与一直线平移装置2单独滑动连接；所述同一组可伸缩支撑腿3分别连接的直线平移装置2之间为平行关系。

以每组可伸缩支撑腿3由两条可伸缩支撑腿3组成，直线平移装置2包含直线齿条与齿轮结构为例，直线齿条与齿轮结构，直线齿条与齿轮啮合，通过驱动齿轮转动，带动直线齿条移动，两个与可伸缩支撑腿3远离地面一端通过滑轮32滑动连接的直线平移装置2之间平行设置，可以处于同一平面，也可以不处于同一平面，优选地，两直线平移装置2处于同一平面设置，并且两直线平移装置2的起点与终点两两对齐。平行设置可以保证在同组两可伸缩支撑腿3在支撑腿与非支撑腿之间转换时，始终保持在同一移动路线上，而且便于转向装置4设置于同组直线平移装置2上，并同时控制对应的同组直线平移装置2。两直线平移装置2的起点与终点两两对齐，可以保证在同组两可伸缩支撑腿3在支撑腿与非支撑腿之间转换时，负载平台1的平稳性。

再者，直线平移装置2的直线平移结构可以是直线齿条与驱动齿轮啮合结构，也可以是直线滑轨与滑轮配合结构，当然也可以是其他直线平移结构，只要实现直线移动即可，在此不作具体限定。直线滑轨与滑轮配合结构，滑轮与直线滑轨匹配设置，通过驱动滑轮滚动，进而带动直线滑轨相对滑轮移动。当然，不同位置的直线平移装置2可以设置不同的直线平移结构，同一直线平移装置2也可以设置多种直线平移结构。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具的一实施例中，如图4所示，所述转向装置通过旋转驱动和/或线性驱动实现转向，所述转向装置4包括转向轮41和驱动轮42，所述转向轮41和驱动轮42啮合；所述转向装置4还可以是推拉连杆结构；所述同一组可伸缩支撑腿平行设置的两直线平移装置2与同一个转向装置4固定连接。

转向装置4可以通过驱动轮42驱动与负载平台1和直线平移装置2连接的转向轮41转动指定角度，从而实现爬楼越障运力载具的转向，其中，转向轮41可以根据实际情况设置多个，驱动轮42也可以根据实际情况设置驱动轮组。优选地，与同组可伸缩支撑腿3滑动连接的直线平移装置2和同一转向装置4通过连接座5固定连接。当然也可以每个直线平移装置2连接单独的转向装置4。推拉连杆结构，通过在推拉连杆的一端与负载平台1连接，驱动推拉连杆伸缩运动，实现带动负载平台1相对地面转动。

例如，负载平台1为矩形，靠近矩形的四个角的一侧，分别设置有一组可伸缩支撑腿3，与每组可伸缩支撑腿3连接的直线平移装置2上设置有一个转向装置4。处于负载平台1移动同一端，如前端的两组转向装置4，可以设置为同步转动，处于负载平台1移动后端的两组转向装置4，可以设置为同步转动，如此，可以节省控制操作的复杂程度。

在本实施例中，通过对同组直线平移装置2设置同一转向装置4，可以保证同组直线平移装置2同步转动，无需对每个直线平移装置2均设置转向装置4，可以节省制作成本，也实现操作控制的简单化。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具的一实施例中，所述视觉识别装置包括激光雷达、雷达、摄像头和红外传感器中至少一种。通过激光雷达、雷达、摄像头等实现对道路环境的获取，红外传感器可以进一步确定障碍物的距离，障碍物的高度等。

当然在爬楼越障运力载具上还可以设置平衡检测传感器，如陀螺仪等，可以进一步的保证负载平台1处于水平状态。

所述负载平台1根据实际应用需要，可以是座椅，也可以是容器，还可以是救援器械装备、农具、其他应用装备等。

本发明还提供一种爬楼越障运力载具控制方法，如图5所示，所述爬楼越障运力载具控制方法包括：

步骤S10，基于视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围获取线路信息并动态计算调整行进路线，根据所述线路信息对直线平移驱动装置、伸缩驱动装置和转向驱动装置进行综合协调控制；

线路信息包括障碍物位置、障碍物距离、障碍物高度以及道路方向等，此处的障碍物可以是高于地面的物体，低于地面的坑洼或者是楼梯等。

具体地，步骤S10包括：

步骤S11，判断所述获取的线路信息是否处于基于视觉识别处理装置设定控制的范围内；

步骤S12，若通过处理程序进行越障、避障计算，获取的线路信息处于基于视觉识别处理装置控制的范围内时，则执行控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向的步骤；

步骤S13，若通过处理程序进行越障、避障计算，动态调整行进路线后所获取的线路信息均超出视觉识别处理装置设定的控制范围时，则输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

通过视觉识别处理装置和移动终端控制爬楼越障运力载具运行均有一定的控制范围，而且通过视觉识别处理装置控制或者移动终端控制，可以是两者之一进行控制，也可以是两者结合进行控制。其中，移动终端控制包括在超出视觉处理装置控制时，进行人工干涉控制。

步骤S20，根据所述线路信息计算，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向；

目标距离，根据线路信息处理得到直线平移装置相对支撑腿移动的距离，该目标距离小于或者等于直线平移装置相对支撑腿从起点移动到终点的距离。目标角度，根据线路信息处理得到的需要旋转的角度。

控制装置控制直线平移驱动装置驱动直线平移装置相对支撑腿移动目标距离，并且控制转向装置带动负载平台相对可伸缩支撑装置中固定部旋转目标角度。

步骤S30，根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩的目标长度，以保证非支撑腿交替为支撑腿时能支撑在地面，且负载平台始终处于水平状态；

目标长度，当非支撑腿支撑地面时的长度。对于每组可伸缩支撑腿中的非支撑腿，驱动其位于直线平移装置的起点位置，便于当该非支撑腿转换为支撑腿时，直线平移装置可以相对于支撑腿从起点移动目标距离。根据线路信息计算非支撑腿位于直线平移装置起点位置时，伸长作为支撑腿时的长度，保证该长度可以维持负载平台处于水平状态。

步骤S40，所述非支撑腿在直线平移装置起点位置自动伸缩长度至稳定支撑在地面，交替为支撑腿，所述支撑腿收缩交替为非支撑腿；至此，支撑腿与非支撑腿完成一个交替循环。

根据计算得到的目标长度，使得非支撑腿伸长到目标长度以作为支撑腿，而之前支撑腿缩回作为非支撑腿。支撑腿与非支撑腿两者之间循环切换，实现负载平台相对支撑腿直线移动，即爬楼越障运力载具的移动。

以每组可伸缩支撑腿为两条可伸缩支撑腿为例，当可伸缩支撑腿支撑于地面时，该可伸缩支撑腿为支撑腿，通过直线平移驱动装置驱动直线平移装置相对该支撑腿直线移动，进而带动与直线平移装置连接的负载平台直线移动，而该支撑腿相对地面静止；每组可伸缩支撑腿中另一条可伸缩支撑腿处于收缩状态，该可伸缩支撑腿为非支撑腿，当直线平移装置移动到目标距离停止，该非支撑腿伸长到目标长度用以支撑地面，转换为支撑腿，而之前支撑腿收缩，转换为非支撑腿。之后，与新更新为支撑腿滑动连接的直线平移装置在对应直线平移驱动装置驱动下，相对更新后的支撑腿直线移动，当移动到目标距离停止，更新之后的非支撑腿伸长转换为支撑腿伸长到目标长度用以支撑地面，更新后的支撑腿收缩转换为非支撑腿，如此循环，实现负载平台直线平移。

当路面环境无法通过调整可伸缩支撑腿的腿长实现负载平台水平移动或者道路出现转弯时，通过转向装置带动与其固定连接的直线平移装置和负载平台相对于支撑腿转向，进而实现该爬楼越障运力载具转向，在转向的基础上再进行上述的直线平移，如此，实现了爬楼越障运力载具的智能越障和转向，保证其负载平台始终处于水平状态。

在本实施例中通过视觉识别处理装置和/或移动终端输入获取线路信息，进而根据获取的线路信息，控制直线平移驱动装置驱动直线平移装置移动，带动负载平台移动，转向装置控制旋转角度，实现越障和移动方向的控制，伸缩驱动装置控制可伸缩支撑腿的长度，实现负载平台始终处于水平状态。将伸缩、平移和转向三者融合，实现智能化控制爬楼越障运力载具的越障移动和转向。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具控制方法的一实施例中，步骤S20中所述根据所述线路信息控制直线平动装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离的步骤包括：

步骤S21，当通过处理程序计算，所述目标距离大于或者等于直线平移装置起点到终点的距离时；

步骤S22，控制所述直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动至终点。

由于直线平移装置具有一定的长度，所以直线平移装置相对于支撑腿移动的距离存在一定范围，起点到终点的距离即为直线平移装置相对于支撑腿移动的最大距离。

当线路信息显示道路平坦，可以沿当前道路移动较大距离时，计算的到的目标距离可能大于直线平移装置起点到终点的距离，如果移动当前计算得到的目标距离，显然是不可能的，那么，就控制直线平移装置移动相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动至终点。

在本实施例中，根据直线平移装置的实际长度控制直线平移装置相对支撑腿移动的距离，避免出现自动移动过程中目标距离超出直线平移装置实际长度，导致移动出错或者移动停止的情况。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具控制方法的一实施例中，步骤S20中所述根据所述线路信息控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离的步骤包括：

步骤S23，当通过处理程序计算，所述目标距离为直线平移装置起点到终点距离，但是所述非支撑腿更新为支撑腿时，所述非支撑腿将落于障碍物边缘时；

步骤S24，调整所述目标距离为第一距离，所述第一距离小于直线平移装置起点到终点的距离，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动第一距离。

对于在直线平移装置移动相对支撑腿移动到终点位置，而非支撑腿伸长为支撑腿时，非支撑腿将落于障碍物的边缘，如楼梯台阶的边缘，这显然不利于非支撑腿切换为支撑腿时，保证负载平台处于水平状态，也不利于非支撑腿切换为支撑腿时，稳定支撑负载平台。此时，将该目标距离进行调整，使支撑腿移动调整之后的距离后，非支撑腿转换为支撑腿时可以稳定支撑并保证负载平台的水平状态，该调整之后的距离为第一距离，该第一距离，根据线路信息处理计算得到，显然，该第一距离是小于直线平移装置起点到终点的距离的。

在本实施例中，基于实际情况调整目标距离，避免在非支撑腿切换为支撑腿时，落于障碍物的边缘，导致支撑腿支撑平稳性差。

可选地，在本发明爬楼越障运力载具控制方法的一实施例中，步骤S30所述根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩的目标长度的步骤包括：

步骤S31，若计算出当支撑腿伸缩至最大或最小目标长度后，非支撑腿交替为支撑腿无法支撑在地面时，

步骤S32，在视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围内依照控制程序的优选算法，至少一次调整线路，根据所述线路信息计算所述支撑腿伸缩目标长度使非支撑腿交替为支撑腿时能够支撑在地面；当经过多次调整线路计算支撑腿伸缩的目标长度，均无法使非支撑腿交替为支撑腿时支撑在地面后，输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

当目标长度长于非支撑腿可伸长的最长长度，则说明支撑腿前方存在较深的坑洼，非支撑腿伸长到最长的长度也无法保持负载平台处于水平状态；或者，目标长度短于非支撑腿可收缩的最短长度，则说明支撑腿前方存在较高的障碍物或者负载平台上装载物品后的高度高于当前道路可通行高度，如高于门高度，非支撑腿缩短到最短长度也无法保持负载平台处于水平状态；在上述情况下，无法通过改变可伸缩支撑腿的长度来保持负载平台处于水平状态，此时，可以控制转向装置，旋转目标角度，改变爬楼越障运力载具的移动方向，从而绕过该坑洼或者障碍物，之后，在旋转之后的线路信息计算所述非支撑腿成为支撑腿时伸缩的目标长度。如果多次调整转向之后，任然不能实现使非支撑腿交替为支撑腿时支撑在地面，可以输出报警，提示移动终端干涉控制操作。

在本实施例中，在无法通过改变可伸缩支撑腿的长度来保持负载平台处于水平状态时，通过改变爬楼越障运力载具的移动方向，从而绕过该坑洼或者障碍物，从而，保证爬楼越障运力载具持续移动。

本发明还提供一种移动终端，所述移动终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的爬楼越障运力载具控制程序，还包括实现干涉控制的人机交互程序模块及装置，人工智能控制的交互接口；所述爬楼越障运力载具控制程序被所述处理器执行时实现上述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤。

移动终端可以包括控制手柄、按键等，可以通过移动终端实现对爬楼越障运力载具的智能控制，当然也可以通过移动终端实现手动控制爬楼越障运力载具的移动，可以通过输入相关控制指令，或者给予指定路线等来实现手动控制爬楼越障运力载具的移动。也可以基于视觉识别处理装置智能控制与手动控制相结合，控制方法各实施例与上述爬楼越障运力载具控制方法基本相同，在此不做赘述。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有爬楼越障运力载具控制程序，所述爬楼越障运力载具控制程序被处理器执行时实现上述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤；所述控制程序通过视觉识别装置获取线路及环境信息；所述视觉识别装置包含激光雷达、雷达、摄像头和红外传感器中一种或几种的组合至少一种。

在本发明移动终端和存储介质的实施例中，包含了上述爬楼越障运力载具控制方法各实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述爬楼越障运力载具控制方法各实施例基本相同，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种爬楼越障运力载具，其特征在于，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置、转向装置、负载平台和电源；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿伸缩的伸缩驱动装置；所述直线平移装置包括驱动直线平移装置相对支撑腿垂直直线平移的直线平移驱动装置；所述转向装置包括转向驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；

所述行走装置与直线平移驱动装置驱动的直线平移装置直线滑动连接，所述直线平移装置远离行走装置一侧与转向装置固定连接，转向装置与负载平台可旋转连接，所述视觉识别装置与控制装置电性连接，所述控制装置与伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置电性连接；所述电源为视觉识别处理装置、控制装置、伸缩驱动装置、直线平移驱动装置和转向驱动装置提供电能。

2.如权利要求1所述的爬楼越障运力载具，其特征在于，所述可伸缩支撑腿通过转动驱动和/或线性驱动实现伸缩；所述可伸缩支撑腿包括剪刀式结构、液压推杆式结构和齿轮式结构中至少一种可伸缩结构；所述可伸缩支撑腿上还设置有旋转结构，所述旋转结构将可伸缩支撑腿分为旋转部和固定部，旋转部和固定部通过旋转结构活动连接；所述旋转部远离旋转结构一端与直线平移装置滑动连接，所述固定部远离旋转结构一端用于与地面接触，起支撑作用。

3.如权利要求1所述的爬楼越障运力载具，其特征在于，所述直线平移装置通过转动驱动和/或线性驱动实现直线平移，所述直线平移装置包括直线齿条与齿轮啮合结构或者直线滑轨与滑轮配合结构中至少一种直线平移结构；所述每一条可伸缩支撑腿与一直线平移装置单独滑动连接；所述同一组可伸缩支撑腿的每一条可伸缩支撑腿所连接的直线平移装置之间为平行关系。

4.如权利要求3所述的爬楼越障运力载具，其特征在于，所述转向装置通过旋转驱动和/或线性驱动实现转向，所述转向装置包括转向轮和驱动轮啮合结构或者推拉连杆结构中至少一种转向结构；所述同一组可伸缩支撑腿平行设置的直线平移装置与同一个转向装置固定连接。

5.一种爬楼越障运力载具控制方法，其特征在于，所述爬楼越障运力载具包括行走装置、直线平移装置、转向装置和负载平台；所述行走装置包括至少一组可伸缩支撑腿，每组可伸缩支撑腿由至少两条可伸缩支撑腿组成；所述行走装置还包括驱动可伸缩支撑腿伸缩的伸缩驱动装置，所述直线平移装置包括驱动直线平移装置相对支撑腿垂直直线移动的直线平移驱动装置；所述转向装置包括转向驱动装置；所述爬楼越障运力载具还设置有视觉识别处理装置和控制装置；

所述爬楼越障运力载具控制方法包括：

基于视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围获取线路信息并动态计算调整行进路线，根据所述线路信息对直线平移驱动装置、伸缩驱动装置和转向驱动装置进行综合协调控制；

根据所述线路信息计算，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向；

根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩目标长度，以保证非支撑腿交替为支撑腿时能支撑在地面，且负载平台始终处于水平状态；

所述非支撑腿在直线平移装置起点位置自动伸缩长度至稳定支撑在地面，交替为支撑腿，所述支撑腿收缩交替为非支撑腿；至此，支撑腿与非支撑腿完成一个交替循环。

6.如权利要求5所述的爬楼越障运力载具控制方法，其特征在于，所述基于视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围获取线路信息的步骤，还包括：

判断所述获取的线路信息是否处于基于视觉识别处理装置设定控制的范围内；

若通过处理程序进行越障、避障计算，获取的线路信息处于基于视觉识别处理装置控制的范围内时，则执行控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离，控制转向装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿旋转目标角度，配合直线平移过程，实现驱动负载平台转向的步骤；

若通过处理程序进行越障、避障计算，动态调整行进路线后所获取的线路信息均超出视觉识别处理装置设定的控制范围时，则输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

7.如权利要求5所述的爬楼越障运力载具控制方法，其特征在于，所述控制直线平动装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动目标距离的步骤包括：

当通过处理程序计算，所述目标距离大于或者等于直线平移装置起点到终点的距离时；

控制所述直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动至终点；

当通过处理程序计算，所述目标距离为直线平移装置起点到终点距离，但是所述非支撑腿更新为支撑腿时，所述非支撑腿将落于障碍物边缘时；

调整所述目标距离为第一距离，所述第一距离小于直线平移装置起点到终点的距离，控制直线平移装置相对每组可伸缩支撑腿中支撑地面的支撑腿从直线平移装置起点移动第一距离。

8.如权利要求5所述的爬楼越障运力载具控制方法，其特征在于，所述根据所述线路信息计算即将交替为支撑腿的非支撑腿落点的越障过坑所需的高差，控制当前支撑在地面的支撑腿在交替为非支撑腿前伸缩的目标长度的步骤包括：

若计算出当支撑腿伸缩至最大或最小目标长度后，非支撑腿交替为支撑腿无法支撑在地面时，

在视觉识别处理装置设定的控制范围和/或移动终端控制范围内依照控制程序的优选算法，至少一次调整线路，根据所述线路信息计算所述支撑腿伸缩目标长度使非支撑腿交替为支撑腿时能够支撑在地面；当经过多次调整线路计算支撑腿伸缩的目标长度，均无法使非支撑腿交替为支撑腿时支撑在地面后，输出警报，提示移动终端干涉控制操作。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的爬楼越障运力载具控制程序，还包括实现干涉控制的人机交互程序模块及装置，人工智能控制的交互接口；所述爬楼越障运力载具控制程序包含被所述处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有爬楼越障运力载具控制程序，所述爬楼越障运力载具控制程序被处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的爬楼越障运力载具控制方法的步骤；所述控制程序通过视觉识别装置获取线路及环境信息；所述视觉识别装置包含激光雷达、雷达、摄像头和红外传感器中一种或几种的组合至少一种。