CN112959315A - 一种新型智能机器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能机器人技术领域，且公开了一种新型智能机器人，包括机器人，所述机器人与外部检测控制系统电性连接，所述机器人前端的底部固定安装有前轮轴，所述机器人后端的两侧分别固定安装有左后轮轴和右后轮轴，所述前轮轴的两端分别活动安装有车轮，所述左后轮轴和右后轮轴未与机器人连接的一端分别活动安装有车轮。该新型智能机器人及其控制方法，通过用获取轴向应力的传感器获取的轴向应力与Gm之间的夹角变化的差值来计算出机器人发生旋转的角度，并且分别根据左后轮轴和右后轮轴上测得的应力值的大小比较来判断机器人的倾斜方向，从而便于外部的控制系统对机器人进行校平，保证机器人的移动稳定。

Description

一种新型智能机器人及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种新型智能机器人及其控制方法。
背景技术
随着科技的发展，智能机器人在生产生活中运用的越来越广泛，其中在地下排水管道的内窥工作中，排水管道检测机器人以很好的代替人工来到管道中对管道的破损、腐蚀和焊缝质量等问题进行检测，但是现有的管道检测机器人会由于放置下去的初始位置与水平线的不平行以及在行驶的过程中由于管道内部的杂物导致机器人发生颠簸，从而改变了机器人在管道中平行管道移动的方向，导致机器人可能因为长时间的偏离平行管道的水平移动方向而发生在管道中的倾斜甚至侧翻，从而降低机器人的工作效率甚至损坏机器人。
发明内容
本发明提供了一种新型智能机器人及其控制方法，具备平衡性稳定、检测准确性高的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种新型智能机器人，包括机器人，所述机器人与外部检测控制系统电性连接，所述机器人前端的底部固定安装有前轮轴，所述机器人后端的两侧分别固定安装有左后轮轴和右后轮轴，所述前轮轴的两端分别活动安装有车轮，所述左后轮轴和右后轮轴未与机器人连接的一端分别活动安装有车轮。
优选的，所述左后轮轴和右后轮轴设有能够获取其轴向应力的传感器。
一种新型智能机器人的控制方法，包括以下操作步骤：
Step1:获取左后轮轴和右后轮轴上的轴向应力值；
Step2：由获取的轴向应力值判断机器人是否是倾斜状态；
Step3：通过轴向应力和Gm计算得出机器人的倾斜角度；
Step4：根据step3中计算出的结果来对机器人进行校正。
优选的，在step2判断之前，通过设置一个应力存在时长的预定值来判断该应力值是否为机器人倾斜产生的，当step1中检测出的应力值存在的时长小于预定值时，判定为振动或者其他原因产生的应力值，结束检测；当应力值存在的时长大于预定值时，判定为机器人倾斜所产生的应力值，这样降低机器人的误判概率，提高判断的精准度。
优选的，step2中通过检测装在左后轮轴和右后轮轴上的轴向应力检测装置各自所产生的应力大小，假设初始的左后轮轴和右后轮轴上测得的轴向应力分别为F1m和F2m，倾斜后左后轮轴和右后轮轴上测得的应力分别设定为F1n和F2n，当F1n>F2n时，系统取F1n的值并判断为向左倾斜：当F1n<Fn2时，系统取F2n的值并判断为向右倾斜。
优选的，step3中将step2中测量的数值带入到
Figure BDA0002316448800000021
式中，φ为机器人倾斜后与Gm之间形成的夹角，x＝1或2，其中1代表左后轮轴3,2代表右后轮轴4，计算出φ，再利用ψ＝θ-φ(ψ为机器人倾斜前后的状态轮轴与Gm之间的夹角差，θ为机器人平行状态下轮轴与Gm之间的初始夹角)计算出机器人倾斜的角度。
优选的，step4中外部的控制系统利用step2中判断出的倾斜方向以及step3中计算出的倾斜角度校正机器人的倾斜方向以及倾斜角度。
本发明具备以下有益效果：
1、该新型智能机器人及其控制方法，通过用获取轴向应力的传感器获取的轴向应力与Gm之间的夹角变化的差值来计算出机器人发生旋转的角度，并且分别根据左后轮轴和右后轮轴上测得的应力值的大小比较来判断机器人的倾斜方向，从而便于外部的控制系统对机器人进行校平，保证机器人的移动稳定。
2、该新型智能机器人及其控制方法，通过在控制检测模块中心判断左后轮轴和右后轮轴所受到的压力大小之前设置有对轴向应力的检测装置所检测出的力的存在时长的检测，根据存在时长与预定值之间的关系来判断产生的应力值是机器人倾斜所产生还是由于震动或其他原因产生的，再进行后续的检测，这样可以保证机器人能够更加准确的分辨出其是否真正的处于倾斜状态，提高检测的准确性。
附图说明
图1为本发明结构侧面示意图；
图2为本发明结构未倾斜状态示意图；
图3为本发明结构倾斜状态示意图。
图中：1、机器人；2、前轮轴；3、左后轮轴；4、右后轮轴；5、车轮。
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做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。
请参阅图1-3，一种新型智能机器人，包括机器人1，机器人1与外部检测控制系统电性连接，机器人1前端的底部固定安装有前轮轴2，机器人1后端的两侧分别固定安装有左后轮轴3和右后轮轴4，前轮轴2的两端分别活动安装有车轮5，左后轮轴3和右后轮轴4未与机器人连接的一端分别活动安装有车轮5。
其中，所述左后轮轴3和右后轮轴4设有能够获取其轴向应力的传感器。
一种新型智能机器人的控制方法，包括以下操作步骤：
Step1:获取左后轮轴3和右后轮轴4上的轴向应力值；
Step2：由获取的轴向应力值判断机器人1是否是倾斜状态；
Step3：通过轴向应力和Gm计算得出机器人的倾斜角度；
Step4：根据step3中计算出的结果来对机器人1进行校正。
其中，在step2判断之前，通过设置一个应力存在时长的预定值来判断该应力值是否为机器人倾斜产生的，当step1中检测出的应力值存在的时长小于预定值时，判定为振动或者其他原因产生的应力值，结束检测；当应力值存在的时长大于预定值时，判定为机器人倾斜所产生的应力值，这样降低机器人的误判概率，提高判断的精准度。
其中，step2中通过检测装在左后轮轴3和右后轮轴4上的轴向应力检测装置各自所产生的应力大小，假设初始的左后轮轴3和右后轮轴4上测得的轴向应力分别为F1m和F2m，倾斜后左后轮轴3和右后轮轴4上测得的应力分别设定为F1n和F2n，当F1n>F2n时，系统取F1n的值并判断为向左倾斜：当F1n<Fn2时，系统取F2n的值并判断为向右倾斜。
其中，step3中将step2中测量的数值带入到
Figure BDA0002316448800000041
式中，φ为机器人倾斜后与Gm之间形成的夹角，x＝1或2，其中1代表左后轮轴3,2代表右后轮轴4，计算出φ，再利用ψ＝θ-φ(ψ为机器人倾斜前后的状态轮轴与Gm之间的夹角差，θ为机器人平行状态下轮轴与Gm之间的初始夹角)计算出机器人倾斜的角度。
其中，step4中外部的控制系统利用step2中判断出的倾斜方向以及step3中计算出的倾斜角度校正机器人的倾斜方向以及倾斜角度。
其中，上述述及的机器人自身总重G按以下方式进行等权重分配：机器人自身的重力均匀分布在四个车轮5上，每个车轮5上承受的压力为Gm＝0.25G。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新型智能机器人，包括机器人(1)和外部检测控制系统，其特征在于：所述机器人(1)前端的底部固定安装有前轮轴(2)，所述机器人(1)后端的两侧分别固定安装有左后轮轴(3)和右后轮轴(4)，所述前轮轴(2)的两端分别活动安装有车轮(5)，所述左后轮轴(3)和右后轮轴(4)远离机器人的一端分别活动安装有车轮(5)。
2.根据权利要求1所述的一种新型智能机器人，其特征在于：所述左后轮轴(3)和右后轮轴(4)设有能够获取其轴向应力的传感器。
3.一种新型智能机器人的控制方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
Step1:获取左后轮轴(3)和右后轮轴(4)上的轴向应力值；
Step2：由获取的轴向应力值判断机器人(1)是否是倾斜状态；
Step3：通过轴向应力和Gm计算得出机器人的倾斜角度；
Step4：根据step3中计算出的结果来对机器人(1)进行校正。
4.根据权利要求3所述的一种新型智能机器人的控制方法，其特征在于：在step2判断之前，通过设置一个应力存在时长的预定值来判断该应力值是否为机器人倾斜产生的，当step1中检测出的应力值存在的时长小于预定值时，判定为振动或者其他原因产生的应力值，结束检测；当应力值存在的时长大于预定值时，判定为机器人倾斜所产生的应力值，这样降低机器人的误判概率，提高判断的精准度。
5.根据权利要求3所述的一种新型智能机器人的控制方法，其特征在于：step2中通过检测装在左后轮轴(3)和右后轮轴(4)上的轴向应力检测装置各自所产生的应力大小，假设初始的左后轮轴(3)和右后轮轴(4)上测得的轴向应力分别为F1m和F2m，倾斜后左后轮轴(3)和右后轮轴(4)上测得的应力分别设定为F1n和F2n，当F1n>F2n时，系统取F1n的值并判断为向左倾斜：当F1n<Fn2时，系统取F2n的值并判断为向右倾斜。
6.根据权利要求3所述的一种新型智能机器人的控制方法，其特征在于：step3中将step2中测量的数值带入到
Figure FDA0002316448790000021
式中，φ为机器人倾斜后与Gm之间形成的夹角，x＝1或2，其中1代表左后轮轴3,2代表右后轮轴4，计算出φ，再利用ψ＝θ-φ(ψ为机器人倾斜前后的状态轮轴与Gm之间的夹角差，θ为机器人平行状态下轮轴与Gm之间的初始夹角)计算出机器人倾斜的角度。
7.根据权利要求3所述的一种新型智能机器人的控制方法，其特征在于：step4中外部的控制系统利用step2中判断出的倾斜方向以及step3中计算出的倾斜角度校正机器人的倾斜方向以及倾斜角度。
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