CN108974171A - 一种智能步行机器人 - Google Patents

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彭建盛
钟文键
覃勇
韦庆进
何奇文
彭金松
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Hechi University
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/028—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members having wheels and mechanical legs

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
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  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种智能步行机器人，属于智能小车技术领域。包括车体；摄像头，通讯模块；行走模块；主控电路；定位模块；红外传感器；平衡模块，包括电子水平仪和平衡装置，所述平衡装置包括平衡电机和平衡杆，平衡杆包括柔性部和杆状部，两平衡杆之间的水平面夹角为30°；所述杆状部与平衡电机连接，所述柔性部设置在杆状部远离平衡电机一端；所述杆状部朝向旋转时其端部与地面平齐；在进行平衡模式时，所述主控电路控制平衡电机旋转使得柔性部接触地面并将车体远离驱动轮一端抬起，所述主控电路根据电子水平仪数据调节抬起方向和高度。本发明提供一种双轮自平行的小车，可以通过物理结构实现自平衡，其结构简单、维护成本低。

Description

一种智能步行机器人
技术领域
本发明涉及智能小车技术领域，特别是一种智能步行机器人。
背景技术
随着社会科学技术的发展，人民生活水平的提高，机器人已经慢慢地进入到了我们的生活，成为了热门话题，在工业、农业、军事、科技等很多领域都有着比较广泛的需求和应用。世界部分发达国家和发展中国家非常重视机器人产业的发展，将机器人技术的研究放在战略性地位，这不仅仅是因为它将会成为未来巨大的工业产业，也将会对整个国家的综合国力和国家的可持续发展产生巨大而深远的影响。随着社会科技的发展物联网技术、传感器技术、电机控制技术、3G技术的日趋成熟，基于相关技术的产品将会受到用户的欢迎和支持，而物联网技术作为一种新兴的技术，集应用层、网络层、传感层于一体，以实现物体信息互联为目标，这将会是未来技术的发展方向。
在城市管网检修维护、废墟救援中，很多管道或者建筑残害中，均不适合人员进入，但有必须快速完成；因此这里需要这智能小车，可以满足小空间区域检测及巡逻任务。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种智能步行机器人，具体是提供一种双轮自平行的小车，可以通过物理结构实现自平衡，其结构简单、维护成本低。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种智能步行机器人，包括
车体；
摄像头，通过旋转支架安装在车体前端；
通讯模块，设置在车体后端；
行走模块，包括两驱动轮、减速器、驱动电机，所述驱动轮设置在一减速器外壳一端，所述减速器外壳固定在车体两侧，所述减速器设置在减速器外壳内并与驱动轮连接，所述驱动电机设置在减速器外壳的另一端并与减速器连接；
主控电路，设置在车体上，并与摄像头、通讯模块和驱动电机电电连接；
定位模块，定位模块安装在车体上，且为GPS定位模块并与主控电路连接；
红外传感器，设置在车体四周，并与主控电路连接；
平衡模块，包括电子水平仪和平衡装置，所述电子水平仪设置在车体前后两端，所述平衡装置包括平衡电机和平衡杆，所述平衡装置对称设置在车体远离驱动轮一端，平衡杆包括柔性部和杆状部，两平衡杆之间的水平面夹角为30°；所述杆状部与平衡电机连接，所述柔性部设置在杆状部远离平衡电机一端；所述杆状部朝向旋转时其端部与地面平齐，所述柔性部为偏平状，为7mm宽，100mm长，其末端呈尖角形状；所述电子水平仪和平衡电机分别与主控电路电连接；
在进行平衡模式时，所述主控电路控制平衡电机旋转使得柔性部接触地面并将车体远离驱动轮一端抬起，所述主控电路根据电子水平仪数据调节抬起方向和高度。
本发明在提供一个智能小车结构同时，优化了其自身在遇到障碍时的解决办法，如在本方案中，采用了设置平衡模块，平衡模式可以使得驱动轮部分更加好发挥其优势；通过设置柔性部可以在提高同时，不影响攀越障碍，或者更有利于攀越障碍。
优选的，所述车体由亚克力板制成。在满足结构稳定性同时，可以使得重量更轻。
优选的，所述摄像头连接安装在旋转支架上的旋转电机。这样方便多角度观察事物。
优选的，所述在进行平衡模式时，所述主控电路根据电子水平仪的传感数据对选择行进平衡电机正反转控制及角度控制。在复杂环境中，在小车自身并不能到达平衡，这时需要平衡模块进一步调节，例如朝向那边倒，这时平衡杆在平衡电机的带动下，朝向这一侧动作。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种智能步行机器人可以提高跨越障碍物的能力，满足其救援、巡逻的适应能力。本发明采用了设置平衡模块，平衡模式可以使得驱动轮部分更加好发挥其优势；通过设置柔性部可以在提高同时，不影响攀越障碍，或者更有利于攀越障碍。
附图说明
图1是本发明功能结构示意图。
附图中，1-车体、2-摄像头、3-通讯模块、4-行走模块、5-主控电路、6-定位模块、7-红外传感器、8-平衡电机、9-平衡杆、10-杆状部、11-柔性部。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
如图1所示，本发明智能步行机器人包括车体1、摄像头2、通讯模块3、行走模块4、主控电路5、定位模块6、红外传感器7、平衡模块；这里特别是通过平衡模块使得小车可以具有较强的复杂环境具有平衡的能力。其中，车体1由亚克力板制成；在满足结构稳定性同时，可以使得重量更轻。摄像头2通过旋转支架安装在车体1前端，摄像头2可以进行360°旋转。通讯模块3为无线通信模块设置在车体1后端。
行走模块4包括两驱动轮、减速器、驱动电机，所述驱动轮设置在一减速器外壳一端，所述减速器外壳固定在车体1两侧，所述减速器设置在减速器外壳内并与驱动轮连接，所述驱动电机设置在减速器外壳的另一端并与减速器连接。这里驱动电机竖直设置，以增加平衡性能。减速器为集成减速器，其包括外壳和内部减速齿轮，这样外壳可以与车体1固定。
主控电路5设置在车体1上，并与摄像头2、通讯模块3和驱动电机电电连接，主控电路5为基于STM32芯片的控制电路；其中，定位模块6安装在车体1上，且为GPS定位模块6并与主控电路5连接。红外传感器7，设置在车体1四周，并与主控电路5连接。
平衡模块，包括电子水平仪和平衡装置，所述电子水平仪设置在车体1前后两端，平衡装置包括平衡电机8和平衡杆9，平衡装置对称设置在车体1远离驱动轮一端，平衡杆9包括柔性部11和杆状部10，两平衡杆9之间的水平面夹角为30°。杆状部10与平衡电机连接，柔性部11设置在杆状部10远离平衡电机一端。杆状部10朝向旋转时其端部与地面平齐，所述柔性部11为偏平状，为7mm宽，100mm长，其末端呈尖角形状；所述电子水平仪和平衡电机分别与主控电路5电连接。
在进行平衡模式时，所述主控电路5控制平衡电机旋转使得柔性部11接触地面并将车体1远离驱动轮一端抬起，所述主控电路5根据电子水平仪数据调节抬起方向和高度。在进行平衡模式时，所述主控电路5根据电子水平仪的传感数据对选择行进平衡电机正反转控制及角度控制。在复杂环境中，在小车自身并不能到达平衡，这时需要平衡模块进一步调节，例如朝向那边倒，这时平衡杆9在平衡电机的带动下，朝向这一侧动作。
本发明在提供一个智能小车结构同时，优化了其自身在遇到障碍时的解决办法，如在本方案中，采用了设置平衡模块，平衡模式可以使得驱动轮部分更加好发挥其优势；通过设置柔性部11可以在提高同时，不影响攀越障碍，或者更有利于攀越障碍。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (4)

1.一种智能步行机器人，其特征在于：包括
车体；
摄像头，通过旋转支架安装在车体前端；
通讯模块，设置在车体后端；
行走模块，包括两驱动轮、减速器、驱动电机，所述驱动轮设置在一减速器外壳一端，所述减速器外壳固定在车体两侧，所述减速器设置在减速器外壳内并与驱动轮连接，所述驱动电机设置在减速器外壳的另一端并与减速器连接；
主控电路，设置在车体上，并与摄像头、通讯模块和驱动电机电电连接；
定位模块，定位模块安装在车体上，且为GPS定位模块并与主控电路连接；
红外传感器，设置在车体四周，并与主控电路连接；
平衡模块，包括电子水平仪和平衡装置，所述电子水平仪设置在车体前后两端，所述平衡装置包括平衡电机和平衡杆，所述平衡装置对称设置在车体远离驱动轮一端，平衡杆包括柔性部和杆状部，两平衡杆之间的水平面夹角为30°；所述杆状部与平衡电机连接，所述柔性部设置在杆状部远离平衡电机一端；所述杆状部朝向旋转时其端部与地面平齐，所述柔性部为偏平状，为7mm宽，100mm长，其末端呈尖角形状；所述电子水平仪和平衡电机分别与主控电路电连接；
在进行平衡模式时，所述主控电路控制平衡电机旋转使得柔性部接触地面并将车体远离驱动轮一端抬起，所述主控电路根据电子水平仪数据调节抬起方向和高度。
2.根据权利要求1所述的一种智能步行机器人,其特征在于：所述车体由亚克力板制成。
3.根据权利要求1所述的一种智能步行机器人,其特征在于：所述摄像头连接安装在旋转支架上的旋转电机。
4.根据权利要求1所述的一种智能步行机器人,其特征在于：所述在进行平衡模式时，所述主控电路根据电子水平仪的传感数据对选择行进平衡电机正反转控制及角度控制。
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