CN111267793B - 可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法，涉及机器人技术领域，可跨障机器人，包括车体、支撑组件以及第一行走轮；支撑组件至少有三组，多组支撑组件均安装于车体，并沿车体的行进方向间隔设置，每组支撑组件的驱动端均安装有第一行走轮；至少两组支撑组件能够驱动相应第一行走轮远离车体，以抬高车体，其余支撑组件能够驱动相应第一行走轮靠近车体，以跨过障碍。缓解了现有技术中的机器人容易因遇到障碍而无法动弹，进而影响正常工作的技术问题。

Description

可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法。

背景技术

机器人的出现给人们的生活带来了极大的便利，巡检机器人作为机器人行业的一大热点也成为大家竞相研究的课题之一。在面对复杂的地理环境或者高危职业中，巡检机器人有着广阔的应用前景。目前市面上的机器人大多采用轮式、履带式结构。将轮式或履带式机器人应用到实际场景中时，由于实际应用场景的复杂性，机器人在巡检时会因遇到障碍(如：挡鼠板、台阶、阶梯以及较陡的拱形坡等)而容易造成车体抛锚，进而无法动弹，影响其工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法，以缓解现有技术中的机器人容易因遇到障碍而无法动弹，进而影响正常工作的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，实施例提供一种可跨障机器人，包括车体、支撑组件以及第一行走轮；

所述支撑组件至少有三组，多组所述支撑组件均安装于所述车体，并沿车体的行进方向间隔设置，每组所述支撑组件的驱动端均安装有所述第一行走轮；

至少两组所述支撑组件能够驱动相应所述第一行走轮远离所述车体，以抬高所述车体，其余所述支撑组件能够驱动相应所述第一行走轮靠近所述车体，以跨过障碍。

在可选的实施方式中，所述可跨障机器人还包括多组第二行走轮，多组所述第二行走轮安装于所述车体，并沿所述车体的行进方向间隔设置，所述第二行走轮用于驱动所述车体的行进。

在可选的实施方式中，所述第二行走轮的数量有两组，两组所述第二行走轮转动安装于所述车体的底部。

在可选的实施方式中，所述支撑组件包括电动推杆。

在可选的实施方式中，所述支撑组件的数量有三组，三组所述支撑组件和两组所述第二行走轮沿所述车体的行进方向交错设置。

在可选的实施方式中，所述可跨障机器人还包括导轨，所述导轨的长度沿所述车体的行进方向延伸；

沿所述车体的行进方向，三组所述支撑组件分别为后支撑组件、中支撑组件和前支撑组件，所述后支撑组件和所述前支撑组件均固定安装于所述车体，所述中支撑组件滑动设置于所述导轨。

在可选的实施方式中，所述可跨障机器人还包括驱动组件，所述驱动组件安装于所述车体并与所述中支撑组件驱动连接，用于驱动所述中支撑组件沿所述导轨往复滑动。

在可选的实施方式中，所述驱动组件包括驱动电机、丝杆以及螺纹连接件，所述驱动电机安装于车体并与所述丝杆固接，所述丝杆的轴线方向与所述导轨的长度方向平行，所述螺纹连接件固接于所述中支撑组件并与所述丝杆螺纹配合。

第二方面，实施例提供一种可跨障机器人的跨障方法，利用前述实施方式任一项所述的可跨障机器人，包括以下步骤：

第二行走轮工作以驱动车体行进，直至遇到障碍；

前支撑组件、中支撑组件和后支撑组件均驱动相应第一行走轮下降，以将车体顶离地面，并使第二行走轮的最低点高于障碍；

前支撑组件驱动相应第一行走轮上升，与后支撑组件连接的第一行走轮和与中支撑组件连接的第一行走轮工作，以驱动车体行进，直至前支撑组件越过障碍；

前支撑组件驱动相应第一行走轮下降，中支撑组件驱动相应第一行走轮上升；

与前支撑组件连接的第一行走轮和与后支撑组件连接的第一行走轮工作，以驱动车体行进，直至中支撑组件越过障碍；

后支撑组件驱动相应第一行走轮上升，中支撑组件驱动相应第一行走轮下降；

与前支撑组件连接的第一行走轮和与中支撑组件连接的第一行走轮工作，以驱动车体行进，直至后支撑组件越过障碍；

后支撑组件和中支撑组件均驱动相应第一行走轮上升，车体跨过障碍，第二行走轮继续驱动车体行进。

在可选的实施方式中，在前支撑组件越过障碍前，中支撑组件相对车体移动至靠近前支撑组件的一端；在后支撑组件越过障碍前，中支撑组件相对车体移动至靠近后支撑组件的一端。

相对于现有技术，本发明提供的可跨障机器人及可跨障机器人的跨障方法的有益效果如下：

本发明提供的可跨障机器人，包括车体、支撑组件以及第一行走轮，其中，支撑组件安装于车体，在支撑组件驱动第一行走轮靠近车体时，车体可以在无障路面自行行走，以进行设定的工作。在遇到障碍时，至少两组支撑组件可以驱动相应第一行走轮远离车体，以抬高车体，使得车体以及与其余支撑组件连接的第一行走轮均高于障碍，此时，远离车体的第一行走轮工作，即可以驱动可跨障机器人部分跨过障碍；在驱动车体行进的第一行走轮即将接触障碍时，与该第一行走轮对应的支撑组件再驱动该第一行走轮靠近车体，并高于障碍，以保证该支撑组件能够经过障碍。其中，在车体跨越障碍过程中，先跨过障碍的支撑组件可以驱动相应第一行走轮远离车体，以保证对车体的稳定支撑，避免车体重心不稳。

在可跨障机器人完全跨过障碍时，所有远离车体的第一行走轮均在相应的支撑组件的驱动下靠近车体，以使所有第一行走轮均远离路面，车体再次自行行走，即可继续进行设定的工作。该设置使得机器人能够自动跨过障碍，不会因遇到障碍而无法动弹，有效保证了其正常工作。

本发明提供的可跨障机器人的跨障方法的技术优势与上述可跨障机器人的技术优势相同，此处不再赘述。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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些实施例，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为本发明实施例提供的可跨障机器人在第一种状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可跨障机器人在第二种状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的可跨障机器人在第三种状态下的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的可跨障机器人在第四种状态下的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的可跨障机器人在第五种状态下的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的可跨障机器人在第六种状态下的结构示意图。

图标：10-车体；20-第一行走轮；30-第二行走轮；40-前支撑组件；50-中支撑组件；60-后支撑组件；70-障碍；

11-导轨。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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”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，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。

实施例一

本实施例提供的可跨障机器人，包括车体10、支撑组件以及第一行走轮20，其中，支撑组件安装于车体10，在支撑组件驱动第一行走轮20靠近车体10时，车体10可以在无障路面自行行走，以进行设定的工作。在遇到障碍70时，至少两组支撑组件可以驱动相应第一行走轮20远离车体10，以抬高车体10，使得车体10以及与其余支撑组件连接的第一行走轮20均高于障碍70，此时，远离车体10的第一行走轮20工作，即可以驱动可跨障机器人部分跨过障碍70；在驱动车体10行进的第一行走轮20即将接触障碍70时，与该第一行走轮20对应的支撑组件再驱动该第一行走轮20靠近车体10，并高于障碍70，以保证该支撑组件能够经过障碍70。其中，在车体10跨越障碍70过程中，先跨过障碍70的支撑组件可以驱动相应第一行走轮20远离车体10，以保证对车体10的稳定支撑，避免车体10重心不稳。

在可跨障机器人完全跨过障碍70时，所有远离车体10的第一行走轮20均在相应的支撑组件的驱动下靠近车体10，以使所有第一行走轮20均远离路面，车体10再次自行行走，即可继续进行设定的工作。该设置使得机器人能够自动跨过障碍70，不会因遇到障碍70而无法动弹，有效保证了其正常工作。

值得说明的，本实施例中，支撑组件驱动相应第一行走轮20远离车体10代指该第一行走轮20的最下沿低于车体10的最下沿，以将车体10顶离地面；支撑组件驱动相应第一行走轮20靠近车体10代指该第一行走轮20的最下沿高于车体10的最下沿，保证第一行走轮20不影响车体10在路面的自行行走。此外，本实施例中的每个第一行走轮20为自带驱动电机的行走轮，其接触地面并将车体10顶离地面后，在控制器的控制下，即可以自行工作，完成车体10的行进。最后，每组支撑组件驱动的第一行走轮20的数量优选为两个，两个第一行走轮20沿车体10的宽度方向间隔设置。

具体的，本实施例还对可跨障机器人的具体结构做以下详细介绍。

本实施例中，可跨障机器人还包括多组第二行走轮30，多组第二行走轮30安装于车体10，并沿车体10的行进方向间隔设置，第二行走轮30用于驱动车体10的行进。

具体的，车体10在无障路面时通过第二行走轮30完成自行行进，且在行进过程中，所有的第一行走轮20在相应支撑组件的驱动下靠近车体10，第一行走轮20的最下端高于第二行走轮30的最下端，第一行走轮20均不工作。

或者，本实施例也可以设置车体10在无障路面通过履带传动完成自行走。

本实施例中，第二行走轮30的数量有两组，两组第二行走轮30转动安装于车体10的底部。

具体的，优选设置每组第二行走轮30均包括两个第二行走轮30，共四个第二行走轮30安装于车体10底部的四角位置，并呈正四边形分布，保证了可跨障机器人在无障路面能够重心稳定，行进更加平稳。

或者，也可以设置每组第二行走轮30包括三个或更多数量的第二行走轮30。

值得说明的，本实施例中的第二行走轮30可以部分为驱动轮，部分为从动轮；也可以全部为驱动轮。

本实施例中，支撑组件可以包括电动推杆。

具体的，在车体10放置在水平路面时，优选设置电动推杆的推杆伸缩方向为竖直方向，第一行走轮20安装于推杆的末端，在需要跨过障碍70时，电动推杆工作，即可推动第一行走轮20迅速远离车体10，完成对车体10的顶升操作。

值得说明的，每组支撑组件可以只包括一个电动推杆，此时，每个电动推杆的推杆末端可以通过连接架固定多个第一行走轮20；或者，每组支撑组件还可以包括多个电动推杆，其数量与每组支撑组件连接的第一行走轮20的数量相同，每个电动推杆只固定一个第一行走轮20。

或者，支撑组件还可以为气缸等其他直线驱动器，只要能够驱动第一行走轮20进行直线往复移动即可。

本实施例中，支撑组件的数量有三组，三组支撑组件和两组第二行走轮30沿车体10的行进方向交错设置。

此时，任意两组支撑组件驱动相应第一行走轮20远离车体10，将车体10顶离地面的同时，也能够完成对车体10的稳定支撑，有效保证车体10在跨障过程中不会因重心不稳而倾倒。

本实施例中，可跨障机器人还包括导轨11，导轨11的长度沿车体10的行进方向延伸；沿车体10的行进方向，三组支撑组件分别为后支撑组件60、中支撑组件50和前支撑组件40，后支撑组件60和前支撑组件40均固定安装于车体10，中支撑组件50滑动设置于导轨11。

具体的，在需要前支撑组件40和中支撑组件50完成对车体10的支撑时，中支撑组件50优选沿导轨11滑动至最靠近后支撑组件60的一端，使的前支撑组件40和中支撑组件50之间的距离变大，进一步保证两者对车体10的稳定支撑。同理，在需要后支撑组件60和中支撑组件50完成对车体10的支撑时，中支撑组件50优选沿导轨11滑动至最靠近前支撑组件40的一端。

本实施例中，可跨障机器人还包括驱动组件，驱动组件安装于车体10并与中支撑组件50驱动连接，用于驱动中支撑组件50沿导轨11往复滑动。

具体的，可跨障机器人在跨越障碍70时，在需要中支撑组件50驱动第一行走轮20远离车体10前，控制器会根据前支撑组件40和后支撑组件60的工作状态，控制驱动组件工作，如只前支撑组件40驱动相应第一行走轮20远离车体10时，驱动组件则会驱动中支撑组件50远离前支撑组件40，保证车体10的重心总会位于起到支撑车体10的两个支撑组件之间。

本实施例中，驱动组件可以包括驱动电机、丝杆以及螺纹连接件，驱动电机安装于车体10并与丝杆固接，丝杆的轴线方向与导轨11的长度方向平行，螺纹连接件固接于中支撑组件50并与丝杆螺纹配合。

或者，驱动组件还可以通过传送带或传送链完成对中支撑组件50的驱动，以传送带驱动为例，驱动组件可以包括驱动电机、主动带轮、从动带轮以及传送带，其中，驱动电机安装于车体10并与主动带轮驱动连接，从动带轮转动安装于车体10，传送带传动连接于主动带轮和从动带轮，中支撑组件50固接于传动带，随着驱动电机的工作，传送带即可带动中支撑组件50沿导轨11往复滑动。

实施例二

本实施例提供一种可跨障机器人的跨障方法，利用前述实施方式任一项所述的可跨障机器人，并以障碍70为挡鼠板为例，包括以下步骤：

第二行走轮30工作以驱动车体10行进，直至遇到挡鼠板；

参照图1，前支撑组件40、中支撑组件50和后支撑组件60均驱动相应第一行走轮20下降，以将车体10顶离地面，并使第二行走轮30的最低点高于挡鼠板；

参照图2，前支撑组件40驱动相应第一行走轮20上升，与后支撑组件60连接的第一行走轮20和与中支撑组件50连接的第一行走轮20工作，以驱动车体10行进，直至前支撑组件40越过挡鼠板；

参照图3，前支撑组件40驱动相应第一行走轮20下降，中支撑组件50驱动相应第一行走轮20上升；

参照图4，与前支撑组件40连接的第一行走轮20和与后支撑组件60连接的第一行走轮20工作，以驱动车体10行进，直至中支撑组件50越过挡鼠板；

参照图5，后支撑组件60驱动相应第一行走轮20上升，中支撑组件50驱动相应第一行走轮20下降；

参照图6，与前支撑组件40连接的第一行走轮20和与中支撑组件50连接的第一行走轮20工作，以驱动车体10行进，直至后支撑组件60越过挡鼠板；

请继续参照图6，后支撑组件60和中支撑组件50均驱动相应第一行走轮20上升，车体10跨过挡鼠板，第二行走轮30继续驱动车体10行进。

通过上述方法，可跨障机器人在进行巡检工作时，可以直接跨过挡鼠板，到另一区域继续进行巡检工作，不再需要人工实现取下挡鼠板，巡检效率更高。此外，本实施例提供的可跨障机器人的其他跨障方法的技术优势与上述可跨障机器人的技术优势相同，此处不再赘述。

请继续参照图3和图4，本实施例中，在前支撑组件40越过障碍70前，中支撑组件50可以相对车体10先移动至靠近前支撑组件40的一端；在后支撑组件60越过障碍70前，中支撑组件50可以相对车体10先移动至靠近后支撑组件60的一端，以保证可跨障机器人在跨障过程中重心不偏移。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

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 (7)

1.一种可跨障机器人，其特征在于，包括车体(10)、支撑组件以及第一行走轮(20)；

所述支撑组件至少有三组，多组所述支撑组件均安装于所述车体(10)，并沿车体(10)的行进方向间隔设置，每组所述支撑组件的驱动端均安装有所述第一行走轮(20)；

至少两组所述支撑组件能够驱动相应所述第一行走轮(20)远离所述车体(10)，以抬高所述车体(10)，其余所述支撑组件能够驱动相应所述第一行走轮(20)靠近所述车体(10)，以跨过障碍(70)；所述可跨障机器人还包括多组第二行走轮(30)，多组所述第二行走轮(30)安装于所述车体(10)，并沿所述车体(10)的行进方向间隔设置，所述第二行走轮(30)用于驱动所述车体(10)的行进；

所述可跨障机器人还包括导轨(11)和驱动组件，所述导轨(11)的长度沿所述车体(10)的行进方向延伸；

沿所述车体(10)的行进方向，三组所述支撑组件分别为后支撑组件(60)、中支撑组件(50)和前支撑组件(40)，所述后支撑组件(60)和所述前支撑组件(40)均固定安装于所述车体(10)，所述中支撑组件(50)滑动设置于所述导轨(11)；

所述驱动组件安装于所述车体(10)并与所述中支撑组件(50)驱动连接，用于驱动所述中支撑组件(50)沿所述导轨(11)往复滑动。

2.根据权利要求1所述的可跨障机器人，其特征在于，所述第二行走轮(30)的数量有两组，两组所述第二行走轮(30)转动安装于所述车体(10)的底部。

3.根据权利要求2所述的可跨障机器人，其特征在于，所述支撑组件包括电动推杆。

4.根据权利要求2或3所述的可跨障机器人，其特征在于，所述支撑组件的数量有三组，三组所述支撑组件和两组所述第二行走轮(30)沿所述车体(10)的行进方向交错设置。

5.根据权利要求1所述的可跨障机器人，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、丝杆以及螺纹连接件，所述驱动电机安装于车体(10)并与所述丝杆固接，所述丝杆的轴线方向与所述导轨(11)的长度方向平行，所述螺纹连接件固接于所述中支撑组件(50)并与所述丝杆螺纹配合。

6.一种可跨障机器人的跨障方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的可跨障机器人，包括以下步骤：

第二行走轮(30)工作以驱动车体(10)行进，直至遇到障碍(70)；

前支撑组件(40)、中支撑组件(50)和后支撑组件(60)均驱动相应第一行走轮(20)下降，以将车体(10)顶离地面，并使第二行走轮(30)的最低点高于障碍(70)；

前支撑组件(40)驱动相应第一行走轮(20)上升，与后支撑组件(60)连接的第一行走轮(20)和与中支撑组件(50)连接的第一行走轮(20)工作，以驱动车体(10)行进，直至前支撑组件(40)越过障碍(70)；

前支撑组件(40)驱动相应第一行走轮(20)下降，中支撑组件(50)驱动相应第一行走轮(20)上升；

与前支撑组件(40)连接的第一行走轮(20)和与后支撑组件(60)连接的第一行走轮(20)工作，以驱动车体(10)行进，直至中支撑组件(50)越过障碍(70)；

后支撑组件(60)驱动相应第一行走轮(20)上升，中支撑组件(50)驱动相应第一行走轮(20)下降；

与前支撑组件(40)连接的第一行走轮(20)和与中支撑组件(50)连接的第一行走轮(20)工作，以驱动车体(10)行进，直至后支撑组件(60)越过障碍(70)；

前支撑组件(60)和中支撑组件(50)均驱动相应第一行走轮(20)上升，车体(10)跨过障碍(70)，第二行走轮(30)继续驱动车体(10)行进。

7.根据权利要求6所述的可跨障机器人的跨障方法，其特征在于，在前支撑组件(40)越过障碍(70)前，中支撑组件(50)相对车体(10)移动至靠近前支撑组件(40)的一端；在后支撑组件(60)越过障碍(70)前，中支撑组件(50)相对车体(10)移动至靠近后支撑组件(60)的一端。

Images