CN112486167A - 自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。该防倾倒移动平台包括：底盘机构；本体，铰接连接于所述底盘机构；连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；传感器机构，设置于所述本体和所述底盘机构下方，用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的运动趋势和当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。通过控制机构、传感器机构与连杆机构的配合，在平衡本体避免倾倒的同时，减轻防倾倒移动平台的重量，使得防倾倒移动平台可以准确运行，保证使用效果。

Description

自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，特别是涉及一种自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。

背景技术

近年来自主导航避障机器人的应用越来越普及，具有较高重心及较小底盘的移动机器人，在地面不平、突发性障碍、加减速过快、受较大外力撞击等情况下容易发生倾倒，引发不可控的安全因素，导致机器人无法正常工作。

目前市面上已经有机器人上设置了防倾倒的措施，例如在底盘设施悬挂重物装置，用于检测整个机器人的重心变化，当其检测到重心变化后就开始采取应对措施；还有增加底盘的重量，降低机器人的重心；更甚至还有在底盘上加装3～6自由度稳定平台，通过调整稳定平台的姿态来调整机器人的重心。

但是，上述大部分都是靠增加底盘的质量，或者加装尺寸较大的自稳平台，缺点是重量较重，尺寸较大，这种重心检测方法也只适用于机体已经发生倾斜才发挥作用，并不能做出预先判断，对于一旦开始倾斜就失去控制的机器人无法起到有效的作用，不便于自主避障机器人的准确运行。

发明内容

基于此，有必要针对目前通过增加底盘的重量或尺寸较大的自稳平台的方式导致自主避障机器人重量大影响准确运行的问题，提供一种在防倾倒的同时可以减轻重量的自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法。

一种防倾倒移动平台，包括：

底盘机构；

本体，铰接连接于所述底盘机构；

连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；

传感器机构，设置于所述本体下方和所述底盘机构下方用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；

控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。

在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述倾角传感器与所述惯性测量单元电连接至所述控制机构，所述倾角传感器用于检测所述本体的倾角姿态，所述惯性测量单元用于检测所述本体的加速度。

在其中一个实施例中，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制机构电连接，所述驱动组件驱动所述连杆组件通过所述主轴组件带动所述本体运动，以调整所述本体的倾角姿态与重心位置。

在其中一个实施例中，所述主轴组件包括主轴座体以及旋转件，所述主轴座体通过所述旋转件可转动安装于所述底盘机构，所述主轴座体固定安装所述本体，所述主轴座体还与所述连杆组合可转动连接。

在其中一个实施例中，所述连杆组件的数量为两个，所述驱动组件的数量为两个，两个所述连杆组件一端分别连接至两个所述驱动组件，两个所述连杆组件的另一端对称连接至所述主轴座体。

在其中一个实施例中，所述连杆组件包括曲柄以及与所述曲柄可转动连接的连杆组合，所述曲柄可转动连接所述驱动组件，所述连杆组合可转动连接所述主轴组件。

在其中一个实施例中，所述连杆组件包括两个端部连杆以及连接两个所述端部连杆的中间连杆，其中一个所述端部连杆可转动连接所述曲柄，另一所述端部连杆可转动连接所述主轴组件。

在其中一个实施例中，所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端，并与所述控制机构电连接，所述编码器用于检测所述曲柄的位置。

在其中一个实施例中，所述控制机构包括电连接的控制器以及电源组件，所述电源组件以及所述控制器设置于所述底盘机构，所述电源组件向所述控制器供电，所述控制器与所述连杆机构及所述传感器机构电连接。

在其中一个实施例中，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，并与所述控制机构电连接，所述监测机构用于检测障碍物，并反馈给所述控制机构，所述控制机构根据所述监测机构反馈的障碍物信息控制所述底盘机构的运动速度。

在其中一个实施例中，所述监测机构包括设置于所述底盘机构两端的第一检测件以及设置于所述底盘机构四周的第二检测件，所述第一检测件及所述第二检测件与所述控制机构电连接，用于识别所述防倾倒移动平台周侧的障碍物。

在其中一个实施例中，所述底盘机构包括承载底座以及设置于所述承载底座的驱动器、主动组件与从动组件，所述驱动器、所述主动组件与所述控制机构电连接，所述控制机构控制所述主动组件带动所述承载底座运动，所述从动组件随所述承载底座运动，所述驱动器用于控制所述主动组件。

在其中一个实施例中，所述主动组件包括两个主动轮以及分别连接两个所述主动轮的动力源，两个所述主动轮设置于所述承载底座，两个所述动力源可差速控制两个所述主动轮转动；

所述从动组件包括从动轮，所述从动轮可转动安装于所述承载底座。

在其中一个实施例中，所述传感器机构还包括多个压力传感器，所述压力传感器分别于所述主动组件、所述从动组件以及所述承载底座，所述压力传感器用于检测所述主动组件、所述从动组件的支反力信息。

一种防倾倒移动平台的防倾倒控制方法，所述防倾倒控制方法应用于防倾倒移动平台，所述防倾倒移动平台包括底盘机构、本体、连杆机构、传感器机构以及控制机构；所述本体铰接连接于所述底盘机构，所述连杆机构设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；所述传感器机构设置于所述本体下方和所述底盘机构下方，用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；所述控制机构包括控制器；

所述防倾倒控制方法包括如下步骤：

所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述本体的运动趋势和当前姿态计算所述本体的调整信息；

所述控制器根据所述调整信息控制所述连杆机构带动所述本体运动。

在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元；所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；

所述控制器将所述本体的加速度生成所述本体的运动趋势；所述控制器根据所述本体的运动趋势和倾角姿态控制所述连杆机构反向带动所述本体运动；

所述倾角传感器检测所述本体的倾角姿态，并反馈给所述控制器；

重复所述倾角传感器与所述惯性测量单元的检测步骤，直至所述控制器调整所述本体与所述底盘机构的重心处于同一垂线。

在其中一个实施例中，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述控制器预先存储所述防倾倒移动平台发生倾倒时的加速度阈值；

所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：

所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；

所述控制器比较所述加速度与所述加速度阈值；

当所述惯性测量单元检测所述本体的加速度高于或者低于所述加速度阈值时，所述控制器根据所述加速度生成所述本体的运动趋势；

所述控制器根据所述本体的运动趋势控制所述连杆机构带动所述本体运动。

在其中一个实施例中，所述传感器机构检测所述本体的当前姿态的步骤还包括：

所述倾角传感器检测所述本体的倾角姿态，并反馈给所述控制器

所述控制器根据所述本体的倾角姿态控制所述连杆机构反向带动所述本体运动；

重复所述倾角传感器的检测步骤，直至所述控制器调整所述本体与所述底盘机构的重心处于同一垂线。

在其中一个实施例中，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，用于检测底盘机构周围的障碍物；

所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述监测机构监测所述底盘机构周围是否存在障碍物，并反馈给所述控制器；

若否，所述控制器控制所述底盘机构以预设速度运行；

若是，所述控制器控制所述底盘机构相对于所述预设速度减速运行；

所述监测机构检测所述底盘机构越过障碍物后，所述控制器控制所述底盘机构恢复匀速运行。

在其中一个实施例中，所述监测机构包括第一检测件和第二检测件；所述监测机构监测所述底盘机构周围是否存在障碍物的方法包括如下步骤：

控制所述第一检测件发射探测激光，探测障碍物到所述底盘机构的第一距离，并反馈给所述控制器；

控制所述第二检测件发射探测超声波，探测障碍物到所述底盘机构的第二距离，并反馈给所述控制器；

所述控制器将所述第一距离与所述第二距离融合，生成所述底盘机构到障碍物的实际距离。

在其中一个实施例中，所述传感器机构还包括压力传感器；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

控制所述压力传感器检测所述底盘机构的主动组件与从动组件的支反力信息，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述支反力信息调节所述本体的倾角姿态。

在其中一个实施例中，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制器电连接；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述控制器根据所述本体的倾角姿态生成连杆组件的运动信息；

所述控制器根据所述运动信息控制所述驱动组件运动，使所述驱动组件通过所述连杆组件带动所述主轴组件运动，调整所述本体的倾角姿态。

在其中一个实施例中，所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述编码器检测所述连杆组件中曲柄的位置，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述曲柄的位置控制所述连杆组件调整所述本体的倾角姿态。

一种自主避障机器人，包括如上述任一技术特征所述的防倾倒移动平台。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的自主避障机器人、防倾倒移动平台及防倾倒控制方法，传感器机构检测本体的运动趋势和当前姿态，并反馈给控制机构，控制机构根据本体的运动趋势和当前姿态控制连杆机构带动本体运动，调整本体的倾角姿态与重心位置，达到防止倾斜的目的。通过控制机构、传感器机构与连杆机构的配合，可以有效的解决目前通过增加底盘的重量或尺寸较大的自稳平台的方式导致自主避障机器人重量大影响准确运行的问题，在平衡本体避免倾倒的同时，减轻防倾倒移动平台的重量，使得防倾倒移动平台可以准确运行，保证使用效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的防倾倒移动平台轴向俯视图；

图2为图1所示的防倾倒移动平台轴向仰视图；

图3为图1所示的防倾倒移动平台的局部放大图；

图4为图1所示的防倾倒移动平台中连杆组合的立体图；

图5为图1所示的防倾倒移动平台中主轴座体的立体图；

图6为本发明的防倾倒移动平台过障碍物的流程图。

其中：

100、防倾倒移动平台；110、底盘机构；111、承载底座；112、驱动器；113、主动组件；114、从动组件；120、本体；130、连杆机构；131、驱动组件；1311、驱动电机；1312、减速器；132、连杆组件；1321、曲柄；1322、连杆组合；13221、端部连杆；13222、中间连杆；133、主轴组件；1331、主轴座体；13311、主轴主体；13312、第一安装台；13313、第二安装台；1332、旋转件；1333、转轴；134、编码器；140、传感器机构；141、压力传感器；151、控制器；152、电源组件；160、监测机构；161、第一检测件；162、第二检测件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1至图3，本发明提供一种防倾倒移动平台100。该防倾倒移动平台100应用于自主避障机器人中，用于保证自主避障机器人能够平稳运行，保证自主避障机器人的使用性能。当然，在本发明的其他实施方式中，该防倾倒移动平台100还可以应用于其他避免倾倒的结构中。

目前的自主导航避障机器人的防倾倒措施通常是通过配重实现，比如说，在底盘上悬挂重物，增加底盘的重量，降低底盘的重心，保证底盘运行平稳等等。但是，通过配重实现防倾倒功能会增加自主导航避障机器人的重量，使得自主避障机器人运行比较笨重，影响其准确运行。为此，本发明提供一种新型的防倾倒移动平台100，该防倾倒移动平台100应用于自主避障机器人后，可以减轻自主避障机器人的重量，保证其运行准确。

参见图1至图3，在一实施例中，防倾倒移动平台100包括底盘机构110、本体120、连杆机构130以及控制机构。本体120铰接连接于底盘机构110。连杆机构130设置于底盘机构110，并连接本体120，连杆机构130可带动本体120相对于底盘机构110运动。传感器机构140设置于本体120和底盘机构110的下方下方，用于检测本体120的当前姿态。控制机构连接连杆机构130与传感器机构140，控制机构接收本体120的当前姿态，并带动连杆机构130运动，以调节本体120的倾角姿态与重心位置。

底盘机构110为防倾倒移动平台100的移动主体，底盘机构110放置于基准面如地面等，底盘机构110可沿基准面移动。并且，底盘机构110承载防倾倒移动平台100的各个零部件，用于带动各个零部件随底盘机构110移动。可选地，基准面还可以为大型平台的表面等等。

本体120设置在底盘机构110上，本体120可以承载物品比如实现物品的搬运等等。当然，本体还可作为机器人本体或者其他功能模块组件等。但是，本体120设置在底盘机构110后会将整个装置的重心提升。当底盘机构110加速、减速、遇到障碍物或受到外力作用时，可能会导致本体120倾斜，进而带动底盘机构110倾倒，影响防倾倒移动平台100的使用性能。

所以，在本发明中本体120通过铰接方式安装于底盘机构110，即本体120可相对于底盘机构110转动，这样可以灵活调整本体120的倾斜角度，以调整防倾倒移动平台100的重心，使得防倾倒移动平台100可以平稳运行，避免倾倒。另外，本发明的防倾倒移动平台100还增加连杆机构130，连杆机构130连接本体120与底盘机构110。连杆机构130可以带动本体120相对于底盘机构110运动，调节本体120相对于底盘机构110的倾角姿态，达到防止本体120倾倒的目的。

而且，防倾倒移动平台100还包括控制机构，控制机构与连杆机构130、底盘机构110电连接。控制机构为防倾倒移动平台100的主要控制部件。控制机构可以控制连杆机构130运动，以使连杆机构130调整本体120相对于底盘机构110的倾角姿态。控制机构还可以控制底盘机构110运动，调节底盘机构110的运动速度比如加速或减速运行等，而且控制机构还可以控制底盘机构110转弯、启动或停止。

传感器机构140设置在本体120和底盘机构110的下方。传感器机构140与控制机构连接，传感器机构140可以实时检测本体120的当前姿态，并反馈给控制机构，控制机构根据本体120的当前姿态判断本体120是否发生倾斜，若是，控制机构通过连杆机构130带动本体120运动，使得本体120朝向与上述倾斜相反的方向运动，若否，控制机构控制连杆机构130保持静止状态。

传感器机构140检测本体120的当前姿态，这里的当前姿态包括本体120的实际倾角信息以及本体120的运动趋势信息。本体120的运动趋势信息通过加速度信息进行确定，这一点在后文说明。

防倾倒移动平台100运动时，传感器机构140检测到本体120发生倾斜，传感器机构140将检测到的本体120当前倾角的信息反馈给控制机构，控制机构根据本体120的当前倾角信息计算出连杆机构130的运动信息。随后，控制机构控制连杆机构130按照上述运动信息运动，调整本体120的倾角姿态，使得本体120的重心垂线与底盘机构110的重心垂线重合，避免本体120发生倾倒。

控制机构控制防倾倒移动平台100减速运行，此时，传感器机构140检测到本体120的运动趋势后反馈给控制机构，控制机构可以根据本体120的运动趋势计算出连杆机构130的运动信息。随后，控制机构控制连杆机构130按照上述运动信息运动，调整本体120的倾角姿态，使得本体120的重心垂线与底盘机构110的重心垂线重合，避免本体120发生倾倒。值得说明的是，底盘机构110减速或加速运行时，只是本体120的运动趋势或倾角的方向发生改变，其控制原理实质相同，在此不一一赘述。

当防倾倒移动平台100遇到障碍物时，控制机构控制底盘机构110减速运行，控制机构按照上述方式调整本体120的倾角姿态，避免本体120倾倒；当底盘机构110越过障碍物时，控制机构控制底盘机构110加速运行，控制机构按照上述方式调整本体120的倾角姿态。而且，控制机构控制连杆机构130按照运动信息调整本体120的姿态信息后，传感器机构140仍实时检测本体120的倾角或运动趋势；若本体120仍存在倾角或运动趋势时，则仍按照上述方法调整本体120的倾角姿态，直至本体120保持竖直状态。

可以理解的，因本体120是可转动设置于底盘机构110上的，本体120可以向前倾、后倾、左倾、右倾、左前倾、左后倾、右前倾、右后倾，本体120的倾斜空间可以形成一个锥体区域，本体120会在锥体区域中倾斜。此时，控制机构可以根据本体120的倾斜方向调节本体120的倾斜角度，使得本体120保持竖直状态。

示例性地，以图1示方向为例进行说明，假设本体120向前倾倒，传感器机构140检测到本体120向前倾倒的当前姿态后反馈给控制机构后，控制机构会控制本体120向后倾斜，以平衡本体120向前倾斜的倾角。同理，假设本体120向左侧倾斜，传感器机构140检测到本体120向左倾倒的当前姿态后反馈给控制机构后，控制机构会控制本体120向右倾斜，以平衡本体120向左倾斜的倾角。值得说明的是，本体120向其他方向倾斜的调节原理与本体120向前、向左倾的调节原理实质相同，在此不一一赘述。

上述实施例的防倾倒移动平台100，通过控制机构、传感器机构140与连杆机构130的配合，可以有效的解决目前通过增加底盘的重量或尺寸较大的自稳平台的方式导致自主避障机器人重量大影响准确运行的问题，在平衡本体120避免倾倒的同时，减轻防倾倒移动平台100的重量，使得防倾倒移动平台100可以准确运行，保证使用效果。

参见图1至图3，在一实施例中，控制机构包括电连接的控制器151以及电源组件152，电源组件152以及控制器151设置于底盘机构110，电源组件152向控制器151供电，控制器151与连杆机构130及传感器机构140电连接。

控制器151为控制机构的主要控制部件。可选地，控制器151为PLC控制器151或其他类型的控制芯片等。控制器151与底盘机构110电连接，控制底盘机构110沿基准面运动，并调节底盘机构110的运动速度等。控制器151还与传感器机构140电连接，控制器151接收传感器机构140反馈的本体120的当前姿态，控制器151可以对本体120的当前姿态进行处理，生成连杆机构130的运动信息。控制器151还与连杆机构130电连接，控制连杆机构130按照运动信息运动，以调节本体120的姿态。

电源组件152为防倾倒移动平台100的电源，用于实现整个防倾倒移动平台100的供电，使得防倾倒移动平台100可以可靠的运行。电源组件152与控制器151、底盘机构110以及连杆机构130电连接，电源组件152向控制器151供电，电源组件152还向底盘机构110及连杆机构130供电，使得底盘机构110可以沿基准面运动，连杆机构130可以带动本体120运动。

可选地，电源组件152包括电源管理器以及充电电池。充电电池与控制器151电连接，用于向控制器151、连杆机构130、底盘机构110供电。电源管理器与充电电池电连接，控制充电电池的充放电情况，延长充电电池的使用寿命。进一步地，充电电池为锂电池。

参见图1至图3，在一实施例中，底盘机构110包括承载底座111以及设置于承载底座111的驱动器112、主动组件113与从动组件114，驱动器112、主动组件113与控制机构电连接，控制机构控制主动组件113带动承载底座111运动，从动组件114随承载底座111运动，驱动器112用于控制主动组件113的运动。

承载底座111为底盘机构110的承载平台，用于承载底盘机构110的各个零部件，以及承载防倾倒移动平台100的各个零部件。可选地，承载底座111的形式原则上不受限制，只要能够承载零部件即可，示例性地，承载底座111可以为承载平台或者其他类型的安装座等。

主动组件113与从动组件114安装在承载底座111的底部，并间隔设置。驱动器112为底盘机构110的控制器151。驱动器112与控制机构的控制器151电连接，通过控制器151向驱动器112输出底盘机构110的运动速度。驱动器112控制主动组件113运动时，主动组件113会带动承载底座111以及从动组件114在基准面上移动。

在一实施例中，主动组件113包括两个主动轮以及分别连接两个主动轮的主动动力源，两个主动轮设置于承载底座111，两个主动动力源可差速控制两个主动轮转动。两个主动轮对称设置在承载底座111的底部，两个主动动力源安装于承载底座111，并分别连接对应的主动轮。当底盘机构110直行时，两个主动动力源控制两个主动轮按照相同的速度运行；当底盘机构110转弯时，两个主动动力源控制两个主动轮差速运行，保证底盘机构110运行平稳。

可选地，主动动力源与主动轮为轮毂电机。也就是说，主动组件113包括两个轮毂电机，两个轮毂电机对称设置于承载底座111的底部。当然，在本发明的其他实施方式中，主动动力源可以为其他类型的电机，相应的主动轮为任何类型的转轮。

在一实施例中，从动组件114包括从动轮，从动轮可转动安装于承载底座111。从动轮为万向轮。从动轮与主动轮分别安装在承载底座111底部的两端，以平稳支撑承载底座111。进一步地，从动轮的数量为两个，两个从动轮对称设置。

参见图1至图3，在一实施例中，传感器机构140包括倾角传感器以及惯性测量单元，倾角传感器与惯性测量单元电连接至控制机构，倾角传感器用于检测本体120的倾角姿态，惯性测量单元用于检测本体120的加速度。

倾角传感器与控制机构的控制器151电连接，倾角传感器可以实时检测本体120的倾角姿态，并将倾角姿态反馈给控制器151，控制器151根据倾角传感器检测的倾角姿态计算出本体120的倾斜信息，进而计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120之前的倾角，使得本体120保持竖直状态，避免发生倾倒。

惯性测量单元与控制机构的控制器151电连接，惯性测量单元可以检测底盘机构110的本体120的加速度，并将加速度反馈给控制器151，控制器151根据加速度计算出本体120的运动趋势，进而计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120之前的运动趋势，使得本体120保持竖直状态，避免发生倾倒。

可以理解的，通常使用倾角传感器与惯性测量单元共同配合实现本体120当前姿态的检测。倾角传感器与惯性测量单元时刻感知本体120相对于基准面坐标系的倾斜状态与运动趋势，并反馈给控制器151，控制器151根据倾斜状态与运动趋势计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120使得本体120保持竖直状态，避免发生倾倒。

当底盘机构110突然加速或突然减速时，惯性测量单元可以直接检测出本体120的运动趋势，并通过控制器151调整本体120的姿态。调整完成后，控制器151还控制倾角传感器实时检测本体120的倾斜角度，判断本体120是否为调整到位或者调整过度，以保证本体120处于竖直状态，避免本体120发生倾倒。

可选地，传感器机构140还包括安装壳体，倾角传感器与惯性测量单元设置在安装壳体中，安装壳体安装于本体120的下表面。进一步地，安装壳体通过螺纹件安装于本体120。

参见图1至图3，在一实施例中，连杆机构130包括驱动组件131、连杆组件132以及主轴组件133，主轴组件133设置于底盘机构110，用于可转动安装本体120，连杆组件132连接驱动组件131与主轴组件133，驱动组件131与控制机构电连接，驱动组件131驱动连杆组件132通过主轴组件133带动本体120运动，以调整本体120的倾角姿态与重心位置。

驱动组件131为连杆机构130的动力源。驱动组件131与控制机构的控制器151电连接，通过控制器151控制驱动组件131运动。驱动组件131的输出端连接连杆组件132的一端，连杆组件132的另一端连接主轴组件133，主轴组件133可转动安装在底盘机构110上，主轴组件133上固定安装本体120。

控制器151控制驱动组件131运动时，驱动组件131带动连杆组件132运动，进而连杆组件132带动主轴组件133相对于承载底座111运动，此时，主轴组件133会带动其上的本体120运动，以调整本体120的姿态，使得本体120处于竖直状态，这样，本体120的重心与底盘机构110的重心处于同一垂线上，避免本体120发生倾倒。

在一实施例中，驱动组件131包括驱动电机1311以及减速器1312。减速器1312设置于驱动电机1311的输出端。减速器1312的输出端连接连杆组件132。驱动电机1311输出运动后，通过减速器1312减速后带动连杆组件132运动。驱动电机1311配合不同减速比的减速器1312，可以大大增加驱动扭矩。进一步地，减速器1312为谐波减速器。

在一实施例中，主轴组件133包括主轴座体1331以及旋转件1332，主轴座体1331通过旋转件1332可转动安装于底盘机构110，主轴座体1331固定安装本体120，主轴座体1331还与连杆组合1322可转动连接。主轴座体1331的底部通过旋转件1332可转动安装在承载底座111上，主轴座体1331的顶部通过结构转接件如支撑轴、法兰盘、螺纹件等安装本体120，保证本体120可靠固定在主轴座体1331。

连杆组件132远离驱动电机1311的一端可转动连接主轴座体1331。驱动电机1311通过减速器1312带动连杆组件132摆动时，连杆组件132会带动主轴座体1331摆动，进而主轴座体1331带动其上的本体120通过旋转件1332相对于承载底座111摆动，实现本体120姿态的调整。

可选地，旋转件1332为万向节、球轴承或者其他能够实现可旋转连接的部件。参见图3和图5，可选地，主轴座体1331包括主轴主体13311以及设置于主轴主体13311的第一安装台13312与第二安装台13313，第一安装台13312位于第二安装台13313的上方。第二安装台13313用于与旋转件1332固定连接，第一安装台13312用于可转动安装连杆组件132。可选地，第一安装台13312与第二安装台13313为类似于凸耳的结构。可选地，主轴组件133还包括转轴1333，转轴1333安装于第一安装台13312，连杆组件132可转动安装于转轴1333。

参见图1至图3，在一实施例中，连杆组件132的数量为两个，驱动组件131的数量为两个，两个连杆组件132一端分别连接至两个驱动组件131，两个连杆组件132的另一端对称连接至主轴座体1331。

两个驱动组件131对称设置，两个驱动组件131的输出端对称连接对应的连杆组件132，两个连杆组件132的另一端分别对称可转动连接到主轴座体1331。驱动组件131带动对应的连杆组件132驱动主轴座体1331运动，可以使主轴座体1331产生相应方向的运动。这样，驱动电机1311输出不同的运动，使得两个连杆组件132产生不同运动位移，进而调整主轴座体1331的空间姿态，达到调整本体120空间姿态的目的。

在一实施例中，连杆组件132包括曲柄1321以及与曲柄1321可转动连接的连杆组合1322，曲柄1321可转动连接驱动组件131，连杆组合1322可转动连接主轴组件133。曲柄1321的一端可转动减速器1312的输出端，曲柄1321的另一端连接连杆组合1322的一端，连杆组合1322的另一端可转动主轴座体1331。驱动电机1311通过减速器1312带动曲柄1321转动，进而驱动带动连杆组合1322转动，连杆组合1322带动主轴座体1331转动。

可以理解的，曲柄1321的结构形式原则上不受限制，只要能够实现连杆组合1322的驱动即可。可选地，曲柄1321包括多个连接臂，多个连接臂可转动串联连接，多个连接臂的首端可转动连接于减速器1312的输出端，多个连接臂的末端可转动连接连杆这。示例性地，曲柄1321包括两个连接臂。当然，在本发明的其他实施方式中，曲柄1321也可只包括一个连接臂。

参见图3和图4，在一实施例中，连杆组件132包括两个端部连杆13221以及连接两个端部连杆13221的中间连杆13222，其中一个端部连杆13221可转动连接曲柄1321，另一端部连杆13221可转动连接主轴组件133。中间连杆13222的一端连接一个端部连杆13221，中间连杆13222的另一端连接另一个端部连杆13221，形成连杆组合1322，并且，两个端部连杆13221分别可转动连接到曲柄1321与主轴座体1331。当然，在本发明的其他实施方式中，两个端部连杆13221以及中间连杆13222也可为一体结构。

可选地，端部连杆13221与中间连杆13222为均为普通的杆状体，端部连杆13221的端部设置转动孔，可以通过铰接或转轴1333等可转动方式实现端部连杆13221的可转动连接。当然，端部连杆13221也可为鱼眼连杆，通过中间连杆13222连接两个鱼眼连杆，并且，鱼眼连杆通过螺母进行轴向限位，保证鱼眼连杆可以自由转动。

参见图1至图3，在一实施例中，连杆机构130还包括编码器134，编码器134设置于驱动组件131的输出端，并与控制机构电连接，编码器134用于检测曲柄1321的位置。编码器134的数量为两个，两个编码器134分别安装在减速器1312的输出端，通过编码器134校验曲柄1321的零点位置，保证曲柄1321控制准确。

可以理解的，为了保证曲柄1321转动角度的准确性，在减速器1312的输出端设置编码器134。编码器134可以准确的识别曲柄1321的零点位置。可选地，每次驱动电机1311通过曲柄1321带动连杆组合1322运动完成后，驱动电机1311会带动曲柄1321复位，使得曲柄1321恢复到零点位置。当然，在本发明的其他实施方式中，也可曲柄1321运动至新的位置后，编码器134定义曲柄1321新的位置为零点位置，随后，驱动电机1311按照曲柄1321所处的新的零点位置控制连杆组合1322运动。

在一实施例中，防倾倒移动平台100还包括监测机构160，监测机构160设置于底盘机构110，并与控制机构电连接，监测机构160用于检测障碍物，并反馈给控制机构，控制机构根据监测机构160反馈的障碍物信息控制底盘机构110的运动速度。

监测机构160设置在承载底座111的底部与四周，监测机构160用于识别防倾倒平台的附近是否存在障碍物。监测机构160实时检测障碍物信息，并反馈给控制器151。若监测机构160检测到存在障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113减速，以使底盘机构110低速运行，这样可以使得防倾倒移动平台100平稳通过障碍物。若监测机构160检测到已经越过障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113加速，以使底盘机构110恢复原始的匀速运行。若监测机构160一直未检测到有障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113匀速运行。

在一实施例中，监测机构160包括设置于底盘机构110两端的第一检测件161以及设置于底盘机构110四周的第二检测件162，第一检测件161及第二检测件162与控制机构电连接，用于识别防倾倒移动平台100周侧的障碍物。示例性地，第一检测件161为避障雷达，第二检测件162为超声波传感器。

为避障雷达的第一检测件161可以检测长距离、预定角度范围内是否存在障碍物，为超声波传感器的第二检测件162可以检测短距离、全角度范围内是否存在障碍物。通过第一检测件161与第二检测件162的组合，可以实现承载底座111周围障碍物的全覆盖检测，保证障碍物检测的准确性。

以主动组件113所在的一侧为前侧，从动组件114所在的一侧为后侧进行说明，第一检测件161设置在承载底座111的前侧与后侧。当驱动器112驱动主动组件113向前运动时，承载底座111前侧的第一检测件161可以检测障碍物；当驱动器112驱动从动组件114向后运动时，承载底座111后侧的第一检测件161可以检测障碍物。无论承载底座111向哪个方向运动，都有一个第一检测件161配合相应的第二检测件162检测障碍物，保证防倾倒移动平台100运行的准确性。

当然，在本发明的其他实施方式中，第一检测件161与第二检测件162还可为其他能够实现障碍物检测的部件。

在一实施例中，传感器机构140还包括多个压力传感器141，压力传感器141设置于承载底座111，并对应主动组件113与从动组件114，压力传感器141用于检测主动组件113、从动组件114的支反力信息。

压力传感器141可以检测对应位置受到的压力信息，根据作用力与反作用力相平衡的理论，压力传感器141检测到的压力信息即为支反力信息。可以理解的，当防倾倒移动平台100在平面运行时，主动组件113与从动组件114受到的支反力是相同的，此时，主动组件113与从动组件114的支反力信息不会引起本体120发生倾斜。但是，当主动组件113或从动组件114突然抬起或下降时，主动组件113与从动组件114受到的支反力信息会不同，这样会引起本体120发生倾斜。因此，通过压力传感器141检测到的支反力信息反馈给控制器151后，控制器151可以根据支反力信息预判本体120的倾斜方向，进而控制器151调整本体120的姿态。

示例性地，假设主动组件113被抬高，此时，主动组件113受到的支反力减小，从动组件114受到的支反力增加。主动组件113处的压力传感器141将检测到的支反力减小信息反馈给控制器151，从动组件114处的压力传感器141将检测到的支反力增加的信息反馈给控制器151。控制器151根据压力传感器141反馈的支反力信息确定本体120可能会向后倾斜。此时，控制器151控制本体120向前倾斜，平衡本体120的姿态，使得本体120的重心与承载底座111的重心始终在同一条垂线上。

同理，主动组件113、从动组件114被降低或从动组件114被抬高等方式的调整原理与上述实施例中主动组件113被抬高的调整原理实质相同，在此不一一赘述。

参见图1至图3、图6，本发明还一种防倾倒移动平台100的防倾倒控制方法，所述防倾倒控制方法应用于防倾倒移动平台100，所述防倾倒移动平台100包括底盘机构110、本体120、连杆机构130、传感器机构140以及控制机构；所述本体120铰接连接于所述底盘机构110，所述连杆机构130设置于所述底盘机构110，并连接所述本体120，所述连杆机构130可带动所述本体120相对于所述底盘机构110运动；所述传感器机构140设置于所述本体120和所述底盘机构110下方，用于检测所述本体120的运动趋势和当前姿态；所述控制机构包括控制器151；

所述防倾倒控制方法包括如下步骤：

所述传感器机构140检测所述本体120的运动趋势和当前姿态，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151根据所述本体120的运动趋势和当前姿态计算所述本体120的调整信息；

所述控制器151根据所述调整信息控制所述连杆机构130带动所述本体120运动。

传感器机构140位于本体120的下方，可以实时检测本体120的运动趋势和当前姿态，并反馈给控制器151，控制器151根据本体120的运动趋势和当前姿态计算本体120姿态调整的调整信息，以判断判断本体120是否发生倾斜，若是，控制机构根据调整信息控制通过连杆机构130带动本体120运动，使得本体120朝向与上述倾斜相反的方向运动，若否，控制机构控制连杆机构130保持静止状态。

防倾倒移动平台100运动时，传感器机构140检测到本体120发生倾斜，传感器机构140将检测到的本体120当前倾角的信息反馈给控制器151，控制器151根据本体120的当前倾角信息计算出连杆机构130的运动信息。随后，控制机构控制连杆机构130按照上述运动信息运动，调整本体120的倾角姿态，使得本体120的重心垂线与底盘机构110的重心垂线重合，避免本体120发生倾倒。

在一实施例中，所述传感器机构140包括倾角传感器以及惯性测量单元；所述传感器机构140检测所述本体120的运动趋势和当前姿态的步骤包括：

所述惯性测量单元检测所述本体120的加速度生成所述本体120的运动趋势，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151根据所述本体120的运动趋势和倾角姿态控制所述连杆机构130反向带动所述本体运动；

所述倾角传感器检测所述本体120的倾角姿态，并反馈给所述控制器；

重复所述倾角传感器与所述惯性测量单元的检测步骤，直至所述控制器151调整所述本体120与所述底盘机构110的重心处于同一垂线。

倾角传感器与控制机构的控制器151电连接，倾角传感器可以实时检测本体120的倾角姿态，并将倾角姿态反馈给控制器151，控制器151根据倾角传感器检测的倾角姿态计算出本体120的倾斜信息，进而计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120之前的倾角，使得本体120保持竖直状态，避免发生倾倒。

惯性测量单元与控制机构的控制器151电连接，惯性测量单元可以检测底盘机构110的本体120的加速度，并将加速度反馈给控制器151，控制器151根据加速度计算出本体120的运动趋势，进而计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120之前的运动趋势，使得本体120保持竖直状态，避免发生倾倒。

可以理解的，通常使用倾角传感器与惯性测量单元共同配合实现本体120当前姿态的检测。倾角传感器与惯性测量单元时刻感知本体120相对于基准面坐标系的倾斜状态与运动趋势，并反馈给控制器151，控制器151根据倾斜状态与运动趋势计算出连杆机构130的运动信息，以使连杆机构130带动本体120运动，平衡本体120使得本体120的重心与承载底座111的重心处于同一垂线上，避免本体120发生倾倒。

而且，假设控制器151通过一次调整后本体120仍无法保持竖直状态，那么控制器151会持续调整本体120的姿态。具体的，本体120下方的倾角传感器与惯性测量单元实时检测本体120的当前姿态，并反馈给控制器151，控制器151根据倾角传感器与惯性测量单元的检测数据实时调整本体120的姿态，直至本体120处于竖直状态后，控制器151停止调节本体120的姿态。

在一实施例中，所述传感器机构140包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述控制器151预先存储所述防倾倒移动平台100发生倾倒时的加速度阈值；

所述传感器机构140检测所述本体120的运动趋势和当前姿态的步骤包括：

所述惯性测量单元检测所述本体120的加速度，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151比较所述加速度与所述加速度阈值；

当所述惯性测量单元检测所述本体120的加速度高于或者低于所述加速度阈值时，所述控制器151根据所述加速度生成所述本体120的运动趋势；

所述控制器151根据所述本体120的运动趋势控制所述连杆机构130带动所述本体120运动。

当底盘机构110突然加速或突然减速时，惯性测量单元可以直接检测出本体120的运动趋势，并通过控制器151调整本体120的姿态。具体的，控制器151中事先存储防倾倒移动平台100发生倾倒时的加速度阈值。控制器151控制底盘机构110突然减速或加速时，底盘机构110的加速度值会发生改变，通过惯性测量单元可以检测出本体120的加速度，即为底盘机构110的加速度。惯性测量单元将检测到的本体120的加速度反馈给控制器151，控制器151将加速度与加速度阈值进行比较，进而判断本体120的运动趋势。这样，控制器151即可调整本体120的姿态，使得本体120保持竖直状态。

示例性地，假设防倾倒移动平台100突然减速，本体120的加速度会偏小，此时本体120会存在向前倾倒的趋势。惯性测量单元将本体120的加速度反馈给控制器151后，控制器151判断本体120的向前倾倒趋势，与此同时，控制器151通过驱动电机1311控制曲柄1321与连杆组合1322带动本体120向后运动，平衡本体120向前倾倒的趋势，使得本体120保持竖直状态。

在一实施例中，所述传感器机构140检测所述本体120的当前姿态的步骤还包括：

所述倾角传感器检测所述本体120的倾角姿态，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151根据所述本体120的倾角姿态控制所述连杆机构130反向带动所述本体120运动；

重复所述倾角传感器的检测步骤，直至所述控制器151调整所述本体120与所述底盘机构110的重心处于同一垂线。

调控制器151根据惯性测量单元调整完成后，控制器151还控制倾角传感器实时检测本体120的倾斜角度，判断本体120是否为调整到位或者调整过度，以保证本体120处于竖直状态，避免本体120发生倾倒。

控制器151根据惯性测量单元调整本体120的姿态后，若控制器151直接调整本体120到位，倾角传感器检测本体120不发生倾斜，此时，控制器151不控制驱动电机1311运动，本体120保持竖直状态。若控制器151调整本体120未到位时，倾角传感器检测本体120的倾斜角度，并反馈给控制器151，控制器151根据本体120的倾斜角度控制驱动电机1311带动曲柄1321及连杆组合1322运动，以调整本体120的姿态，使得本体120保持竖直状态。

在一实施例中，所述防倾倒移动平台100还包括监测机构160，所述监测机构160设置于所述底盘机构110，用于检测底盘机构110周围的障碍物；

所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述监测机构160监测所述底盘机构110周围是否存在障碍物，并反馈给所述控制器151；

若否，所述控制器151控制所述底盘机构110以预设速度运行；

若是，所述控制器151控制所述底盘机构110相对于所述预设速度减速运行；

所述监测机构160检测所述底盘机构110越过障碍物后，所述控制器151控制所述底盘机构110恢复匀速运行。

监测机构160实时检测障碍物信息，并反馈给控制器151。若监测机构160一直未检测到有障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113以预设速度匀速运行。若监测机构160检测到存在障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113相对于预设速度减速，以使底盘机构110低速运行，这样可以使得防倾倒移动平台100平稳通过障碍物。若监测机构160检测到已经越过障碍物，控制器151通过驱动器112控制主动组件113加速，以使底盘机构110恢复预设速度保持匀速运行。

在一实施例中，所述监测机构160包括第一检测件161和第二检测件162；所述监测机构160监测所述底盘机构110周围是否存在障碍物的方法包括如下步骤：

控制所述第一检测件161发射探测激光，探测障碍物到所述底盘机构110的第一距离，并反馈给所述控制器151；

控制所述第二检测件162发射探测超声波，探测障碍物到所述底盘机构110的第二距离，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151将所述第一距离与所述第二距离融合，生成所述底盘机构110到障碍物的实际距离。

这里的第一检测件161为避障雷达，第二检测件162为超声波传感器。为避障雷达的第一检测件161可以检测长距离、预定角度范围内是否存在障碍物，为超声波传感器的第二检测件162可以检测短距离、全角度范围内是否存在障碍物。通过第一检测件161与第二检测件162的组合，可以实现承载底座111周围障碍物的全覆盖检测，保证障碍物检测的准确性。

第一检测件161通过探测激光检测第一角度范围内是否存在障碍物，若是，判断障碍物到承载底座111的距离，记为第一距离。第二检测件162通过超声波检测全角度范围内是否存在障碍物，若是，判断障碍物到底座的距离，记为第二距离。将第一距离与第二距离融合生成障碍物到承载底座111的实际距离。这样，控制器151可以适当降低承载底座111的速度，保证底盘机构110平稳越过障碍物。

在一实施例中，所述传感器机构140还包括压力传感器141；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

控制所述压力传感器141检测所述底盘机构110的主动组件113与从动组件114的支反力信息，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151根据所述支反力信息调节所述本体120的倾角姿态。

压力传感器141可以检测对应位置受到的压力信息，根据作用力与反作用力相平衡的理论，压力传感器141检测到的压力信息即为支反力信息。可以理解的，当防倾倒移动平台100在平面运行时，主动组件113与从动组件114受到的支反力是相同的，此时，主动组件113与从动组件114的支反力信息不会引起本体120发生倾斜。但是，当主动组件113或从动组件114突然抬起或下降时，主动组件113与从动组件114受到的支反力信息会不同，这样会引起本体120发生倾斜。因此，通过压力传感器141检测到的支反力信息反馈给控制器151后，控制器151可以根据支反力信息预判本体120的倾斜方向，进而控制器151调整本体120的姿态。

在一实施例中，所述连杆机构130包括驱动组件131、连杆组件132以及主轴组件133，所述主轴组件133设置于所述底盘机构110，用于可转动安装所述本体120，所述连杆组件132连接所述驱动组件131与所述主轴组件133，所述驱动组件131与所述控制器151电连接；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述控制器151根据所述本体120的倾角姿态生成连杆组件132的运动信息；

所述控制器151根据所述运动信息控制所述驱动组件131运动，使所述驱动组件131通过所述连杆组件132带动所述主轴组件133运动，调整所述本体120的倾角姿态。

控制器151接收本体120的倾角姿态后，控制器151会处理本体120的倾角姿态，生成本体120的调整信息。控制器151会根据本体120的调整信息计算出连杆组件132调整的运动信息，比如连杆组件132的转动角度等等。随后，控制器151根据运动信息控制驱动电机1311运动，进而驱动电机1311通过减速器1312带动连杆组件132运动，使得连杆组件132带动主轴座体1331运动，进而带动主轴座体1331上的本体120调整姿态，使得本体120的重心与底盘机构110的重心处于同一垂线上，避免本体120发生倾倒。

在一实施例中，所述连杆机构130还包括编码器134，所述编码器134设置于所述驱动组件131的输出端；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述编码器134检测所述连杆组件132中曲柄1321的位置，并反馈给所述控制器151；

所述控制器151根据所述曲柄1321的位置控制所述连杆组件132调整所述本体120的倾角姿态。

为了保证曲柄1321转动角度的准确性，在减速器1312的输出端设置编码器134。编码器134可以准确的识别曲柄1321的零点位置。可选地，每次驱动电机1311通过曲柄1321带动连杆组合1322运动完成后，驱动电机1311会带动曲柄1321复位，使得曲柄1321恢复到零点位置。当然，在本发明的其他实施方式中，也可曲柄1321运动至新的位置后，编码器134定义曲柄1321新的位置为零点位置，随后，驱动电机1311按照曲柄1321所处的新的零点位置控制连杆组合1322运动。

防倾倒移动平台100遇到障碍物时，通过为避障雷达的第一检测件161与为超声波传感器的第二检测件162探测障碍物的信息，并反馈给控制器151。控制器151接收障碍物信息后，通过驱动器112控制主动组件113相对于预设速度减速至低速状态。在减速的过程中，惯性测量单元将检测到的加速度反馈给控制器151，控制器151根据加速度判断本体120的运动趋势，并根据本体120的运动趋势控制连杆组件132反向调整本体120的姿态，克服本体120倾倒的惯性。

随后，控制器151接收倾角传感器与压力传感器141反馈的检测数据，融合压力传感器141的支反力信息以及倾角传感器的倾角信息，实时调整本体120的姿态，直至本体120保持竖直状态，控制器151停止调整本体120姿态。调整姿态后，控制器151控制主动组件113保持低速运行，在此过程中，倾角传感器与压力传感器141也会实时检测本体120的姿态，实时通过连杆机构130运动调节本体120的姿态和重心位置，使得本体120与承载底座111的重心处于同一垂线，保证防倾倒移动平台100平稳度过障碍物。

当防倾倒移动平台100越过障碍物后，控制器151通过驱动器112控制主动组件113加速运行，恢复至预设速度，在此过程中，控制器151根据惯性测量单元、倾角传感器反馈的检测信息调节本体120的姿态，使本体120保持竖直状态。

本发明还提供一种自主避障机器人，包括上述任一实施例中的防倾倒移动平台100。本发明的自主避障机器人采用上述的防倾倒移动平台100后，可以在平衡本体120避免倾倒的同时，减轻防倾倒移动平台100的重量，使得防倾倒移动平台100可以准确运行，保证使用效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防倾倒移动平台，其特征在于，包括：

底盘机构；

本体，铰接连接于所述底盘机构；

连杆机构，设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；

传感器机构，设置于所述本体下方和所述底盘机构下方用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；

控制机构，连接所述连杆机构与所述传感器机构，所述控制机构接收所述本体的当前姿态，并带动所述连杆机构运动，以调节所述本体的倾角姿态与重心位置。

2.根据权利要求1所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述倾角传感器与所述惯性测量单元电连接至所述控制机构，所述倾角传感器用于检测所述本体的倾角姿态，所述惯性测量单元用于检测所述本体的加速度。

3.根据权利要求1所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制机构电连接，所述驱动组件驱动所述连杆组件通过所述主轴组件带动所述本体运动，以调整所述本体的倾角姿态与重心位置；

所述主轴组件包括主轴座体以及旋转件，所述主轴座体通过所述旋转件可转动安装于所述底盘机构，所述主轴座体固定安装所述本体，所述主轴座体还与所述连杆组合可转动连接；

所述连杆组件的数量为两个，所述驱动组件的数量为两个，两个所述连杆组件一端分别连接至两个所述驱动组件，两个所述连杆组件的另一端对称连接至所述主轴座体；

所述连杆组件包括曲柄以及与所述曲柄可转动连接的连杆组合，所述曲柄可转动连接所述驱动组件，所述连杆组合可转动连接所述主轴组件；

所述连杆组件包括两个端部连杆以及连接两个所述端部连杆的中间连杆，其中一个所述端部连杆可转动连接所述曲柄，另一所述端部连杆可转动连接所述主轴组件；

所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端，并与所述控制机构电连接，所述编码器用于检测所述曲柄的位置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述控制机构包括电连接的控制器以及电源组件，所述电源组件以及所述控制器设置于所述底盘机构，所述电源组件向所述控制器供电，所述控制器与所述连杆机构及所述传感器机构电连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，并与所述控制机构电连接，所述监测机构用于检测障碍物，并反馈给所述控制机构，所述控制机构根据所述监测机构反馈的障碍物信息控制所述底盘机构的运动速度；

所述监测机构包括设置于所述底盘机构两端的第一检测件以及设置于所述底盘机构四周的第二检测件，所述第一检测件及所述第二检测件与所述控制机构电连接，用于识别所述防倾倒移动平台周侧的障碍物。

6.根据权利要求1至3任一项所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述底盘机构包括承载底座以及设置于所述承载底座的驱动器、主动组件与从动组件，所述驱动器、所述主动组件与所述控制机构电连接，所述控制机构控制所述主动组件带动所述承载底座运动，所述从动组件随所述承载底座运动，所述驱动器用于控制所述主动组件；

所述主动组件包括两个主动轮以及分别连接两个所述主动轮的动力源，两个所述主动轮设置于所述承载底座，两个所述动力源可差速控制两个所述主动轮转动；

所述从动组件包括从动轮，所述从动轮可转动安装于所述承载底座。

7.根据权利要求6所述的防倾倒移动平台，其特征在于，所述传感器机构还包括多个压力传感器，所述压力传感器分别于所述主动组件、所述从动组件以及所述承载底座，所述压力传感器用于检测所述主动组件、所述从动组件的支反力信息。

8.一种防倾倒移动平台的防倾倒控制方法，其特征在于，所述防倾倒控制方法应用于防倾倒移动平台，所述防倾倒移动平台包括底盘机构、本体、连杆机构、传感器机构以及控制机构；所述本体铰接连接于所述底盘机构，所述连杆机构设置于所述底盘机构，并连接所述本体，所述连杆机构可带动所述本体相对于所述底盘机构运动；所述传感器机构设置于所述本体下方和所述底盘机构下方，用于检测所述本体的运动趋势和当前姿态；所述控制机构包括控制器；

所述防倾倒控制方法包括如下步骤：

所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述本体的运动趋势和当前姿态计算所述本体的调整信息；

所述控制器根据所述调整信息控制所述连杆机构带动所述本体运动。

9.根据权利要求8所述的防倾倒控制方法，其特征在于，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元；所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；

所述控制器将所述本体的加速度生成所述本体的运动趋势；所述控制器根据所述本体的运动趋势和倾角姿态控制所述连杆机构反向带动所述本体运动；

所述倾角传感器检测所述本体的倾角姿态，并反馈给所述控制器；

重复所述倾角传感器与所述惯性测量单元的检测步骤，直至所述控制器调整所述本体与所述底盘机构的重心处于同一垂线；

或者，所述传感器机构包括倾角传感器以及惯性测量单元，所述控制器预先存储所述防倾倒移动平台发生倾倒时的加速度阈值；

所述传感器机构检测所述本体的运动趋势和当前姿态的步骤包括：

所述惯性测量单元检测所述本体的加速度，并反馈给所述控制器；

所述控制器比较所述加速度与所述加速度阈值；

当所述惯性测量单元检测所述本体的加速度高于或者低于所述加速度阈值时，所述控制器根据所述加速度生成所述本体的运动趋势；

所述控制器根据所述本体的运动趋势控制所述连杆机构带动所述本体运动；

进一步地，所述传感器机构检测所述本体的当前姿态的步骤还包括：

所述倾角传感器检测所述本体的倾角姿态，并反馈给所述控制器

所述控制器根据所述本体的倾角姿态控制所述连杆机构反向带动所述本体运动；

重复所述倾角传感器的检测步骤，直至所述控制器调整所述本体与所述底盘机构的重心处于同一垂线；

进一步地，所述防倾倒移动平台还包括监测机构，所述监测机构设置于所述底盘机构，用于检测底盘机构周围的障碍物；

所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述监测机构监测所述底盘机构周围是否存在障碍物，并反馈给所述控制器；

若否，所述控制器控制所述底盘机构以预设速度运行；

若是，所述控制器控制所述底盘机构相对于所述预设速度减速运行；

所述监测机构检测所述底盘机构越过障碍物后，所述控制器控制所述底盘机构恢复匀速运行；

进一步地，所述监测机构包括第一检测件和第二检测件；所述监测机构监测所述底盘机构周围是否存在障碍物的方法包括如下步骤：

控制所述第一检测件发射探测激光，探测障碍物到所述底盘机构的第一距离，并反馈给所述控制器；

控制所述第二检测件发射探测超声波，探测障碍物到所述底盘机构的第二距离，并反馈给所述控制器；

所述控制器将所述第一距离与所述第二距离融合，生成所述底盘机构到障碍物的实际距离；

进一步地，所述传感器机构还包括压力传感器；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

控制所述压力传感器检测所述底盘机构的主动组件与从动组件的支反力信息，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述支反力信息调节所述本体的倾角姿态；

进一步地，所述连杆机构包括驱动组件、连杆组件以及主轴组件，所述主轴组件设置于所述底盘机构，用于可转动安装所述本体，所述连杆组件连接所述驱动组件与所述主轴组件，所述驱动组件与所述控制器电连接；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述控制器根据所述本体的倾角姿态生成连杆组件的运动信息；

所述控制器根据所述运动信息控制所述驱动组件运动，使所述驱动组件通过所述连杆组件带动所述主轴组件运动，调整所述本体的倾角姿态；

进一步地，所述连杆机构还包括编码器，所述编码器设置于所述驱动组件的输出端；所述防倾倒控制方法还包括如下步骤：

所述编码器检测所述连杆组件中曲柄的位置，并反馈给所述控制器；

所述控制器根据所述曲柄的位置控制所述连杆组件调整所述本体的倾角姿态。

10.一种自主避障机器人，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的防倾倒移动平台。

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