CN116588216A - 一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法，包括载体框架平台，其上部连接有沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构，顶部设有前后重心调节机构，躯体机构和/或前后重心调节机构来改变重心用于使机器人移动，两者联动用于维持机器人抓取或运输负载时的平衡，载体框架平台底部对称设有左、右行走轮，以及独立驱动左、右行走轮相对应的左、右驱电机，该左、右驱电机分别与安装在载体框架平台内的控制处理器连接，控制处理器与安装在载体框架平台上的姿态传感器连接；其中前后重心调节机构采用电机驱动摆臂的快速响应方式。本发明行走机器人可在保证安全性的前提下，具有快速响应、自主导航、避障以及配送物料等多种功能。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，涉及一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法。
背景技术
众所周知，机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人为控制，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。被人们习惯称为服务机器人，它的任务是协助或替代人类执行某项具体的工作，其广泛应用于各个行业，例如在生产车间、商场、饭店等场所进行一些物品的传送，以节省人力，提高效率。
特别是近年来，随着科学技术的高质量发展，机器人发展的速度越来越快，早已突破我们一开始对机器人的刻板印象，它们不再像一开始出来时，像婴儿般走路。目前，机器人行走方式主要以下四种：一是轮式移动机器人；二是履带式移动机器人；三是跳跃式移动机器人；四是腿式移动机器人。其中，由于轮式移动机器人效率最高，行进速度快，转向灵活，造价较低，故障容易处理，另外，在相对平坦的地面上，轮式移动比足部更具优势，控制也相对简单，是目前研究的主流方向。现有轮式移动机器人主要通过改变机器人的重心，姿态传感器获取重心变化后通过控制机构驱使机器人行走，但存在的主要问题是响应时间慢，导致机器人反应稍显迟钝；特别是在抓取或运输负载时，不易快速实现再平衡，影响行走机器人的稳定性和安全性。
有鉴于此，本发明人提供一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法，该行走机器人通过电机控制摆臂和/或控制处理器控制躯体机构调节重心，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，本发明尤其是采用电机驱动摆臂具有快速响应能力，同时保证了行走机器人抓取或运输负载时的安全性和稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一方面，本发明提供一种具有快速响应的行走机器人，所述行走机器人包括载体框架平台，所述载体框架平台上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构，所述躯体机构的顶部设置有前后重心调节机构，通过所述躯体机构和/或前后重心调节机构来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，所述载体框架平台底部对称设有左行走轮和右行走轮，且在所述载体框架平台上安装有用于独立驱动左行走轮与右行走轮相应的左、右驱电机，所述左、右驱电机分别与安装在载体框架平台内的控制处理器连接，所述控制处理器与安装在载体框架平台上的姿态传感器连接；
其中，所述前后重心调节机构包括设置在躯体机构上的摆臂以及固定安装在躯体机构顶部的第一电机，所述第一电机的输出轴与摆臂固定连接用于驱动摆臂旋转，所述第一电机与控制处理器连接。
进一步地，当所述行走机器人在抓取或运输负载时，所述控制处理器分别控制躯体机构和前后重心调节机构，以使所述躯体机构摆动的方向与摆臂旋转的方向相反，用于维持行走机器人抓取或运输时的平衡。
进一步地，所述躯体机构为平行四连杆摆动组件或者单臂摆动组件，所述平行四连杆摆动组件和单臂摆动组件均设置有限位结构，所述限位结构用于限定平行四连杆摆动组件或者单臂摆动组件前后摆动时与行走机器人竖直中心线的极限夹角，以避免行走机器人失稳。
进一步地，所述限位结构包括至少两个限位块，且两个所述限位块固定安装在平行四连杆摆动组件以及单臂摆动组件前后摆动的夹角处。
进一步地，所述平行四连杆摆动组件由第二电机和两个间隔设置的平行四连杆组成，两个所述平行四连杆的底边对称设置在载体框架平台表面上，且顶边通过连接板固定并构成安装第一电机的载台，所述第二电机安装在载体框架平台上，所述第二电机的输出轴与平行四连杆连接，用于驱动两个所述平行四连杆整体摆动，所述第二电机与控制处理器连接。
进一步地，每个所述平行四连杆由上下两个横板和前后两个竖板铰接组成，所述竖板的底部具有与底部横板铰接的固定销轴，所述销轴穿过底部横板后与第二电机的输出轴通过联轴器联结。
进一步地，所述单臂摆动组件包括单臂支撑件和设置在载体框架平台上的驱动装置，所述单臂支撑件的底部与框架平台顶部固定件转动连接，所述驱动装置用于驱动所述单臂支撑件前后摆动，所述驱动装置与控制处理器连接。
进一步地，所述行走机器人还包括：
红外线传感器，其可拆卸的安装在载体框架平台上，用于检测所述行走机器人前方的障碍物距离；
物体观察相机，其可拆卸的安装躯体机构顶部，用于观察所述行走机器人前方路况及识别负载目标；
导航定位模块，其可拆卸的安装在载体框架平台上，用于所述行走机器人导航及定位；
所述红外线传感器、物体观察相机和导航定位模块均与控制处理器连接，所述控制处理器通过控制左、右驱动电机，使行走机器人在避障的前提下按照预定导航路线行走。
进一步地，所述行走机器人还包括语音交互系统，所述语音交互系统包含语音接收器和语音播放器，所述语音接收器和语音播放器均与控制处理器连接，所述语音接收器用于获取语音命令并将语音命令转化成指令信号发送给控制处理器，所述控制处理器基于所述指令信号控制左、右驱动电机，使行走机器人前进、后退或者转弯。
另一方面，本发明提供一种基于上述行走机器人的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1、先启动行走机器人，控制处理器获取姿态传感器采集的姿态数据，控制左、右驱动电机，使左行走轮和右行走轮进行相应转动，从而使行走机器人保持静止平衡；
S2、控制处理器根据获取的行走指令，控制前后重心调节机构和/或躯体机构改变行走机器人的重心后驱使其移动；
当行走指令为前进，且没有负载时：控制处理器控制第一电机正向旋转，使前后重心调节机构中的摆臂向前旋转；或者控制处理器控制躯体机构，使躯体机构向前摆动；或者控制处理器同时控制使摆臂和躯体机构均向前倾斜；与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮和右行走轮保持相同的转速前进；
当行走指令为前进，且在抓取或运输负载时：控制处理器控制第一电机正向旋转，使前后重心调节机构中的摆臂向前旋转，同时控制处理器根据负载的重量以及采集的姿态数据，控制躯体机构向后摆动设定角度，以维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，然后再通过控制处理器控制行走机器人向前调整重心，与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮和右行走轮保持相同的转速前进；
当行走指令为后退时，控制处理器控制执行与前进时相反的控制；
当行走指令为转弯时，控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮与右行走轮产生速差，即能够实现相应的左、右转弯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人在接到移动指令后，控制处理器通过控制躯体机构和/或前后重心调节机构来改变行走机器人的重心用于使其移动，优先是通过第一电机驱动躯体机构一侧或两侧的摆臂旋转从而快速改变行走机器人的重心，姿态传感器获取该重心变化的数据后传输给控制处理器，控制处理器再分别通过控制左、右驱电机以实现按照指令前进、后退或转弯的目标，相较于现有技术的丝杠螺母本申请重心调节机构响应速度更快，同时该行走机器人在负载时能够通过躯体机构的摆动与摆臂的旋转方向不同实现再平衡，保证了行走机器人抓取或运输负载时的稳定性。
2、本发明一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人在躯体机构前后摆动的夹角位置处均设置有由限位块组成的限位结构，限定了躯体机构摆动的最大幅度，确保了行走机器人的安全。
3、本发明一种具有快速响应的行走机器人的控制方法，该行走机器人包括语音交互系统、触摸屏、红外线传感器以及导航定位模块，因此，使该行走机器人能够通过不同的方式接受指令，并能够实现自主导航、避障以及配送物料等多种功能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明行走机器人实施例1(躯体为四连杆)结构示意图；
图2为本发明行走机器人实施例1(躯体为四连杆)主视示意图；
图3为本发明行走机器人实施例1(躯体为四连杆)侧视示意图；
图4为本发明行走机器人实施例2(躯体为单臂)结构示意图；
图5为本发明行走机器人实施例2(躯体为单臂)主视示意图；
图6为本发明行走机器人实施例2(躯体为单臂)侧视示意图；
图7为本发明行走机器人实施例3(躯体为单臂的另一种方式)结构示意图。
其中：1为框架平台；2为躯体机构；3为前后重心调节机构；4为左行走轮；5为右行走轮；6为限位结构；7为红外线传感器；8为物体观察相机；9为导航定位模块；11为固定件；21为平行四连杆摆动组件；22为单臂摆动组件；31为摆臂；32为第一电机；33为支撑座；211为第二电机；212为平行四连杆；221为单臂支撑件；222为驱动装置；223为推杆；2121为横板；2122为竖板。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
请参阅图1～7所示，本发明提供一种具有快速响应的行走机器人，该行走机器人包括载体框架平台1，该载体框架平台1上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构2，该躯体机构2顶部设置有前后重心调节机构3，通过躯体机构2和/或前后重心调节机构3来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时前后重心调节机构3与躯体机构2联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，保证负载时以及行走的稳定性，载体框架平台1底部对称设有左行走轮4和右行走轮5，并且在载体框架平台1内安装有用于独立驱动左行走轮4运转的左驱电机以及独立驱动右行走轮4运转的右驱电机，左、右驱电机分别与安装在载体框架平台1内的控制处理器连接，控制处理器与安装在载体框架平台1上的姿态传感器连接，当然也在载体框架平台1上安装有储能电池及充电接口(图中未显示)，该储能电池与各个用电设备电性连接，以便为各个用电设备提供电源。
具体的，本发明采用的姿态传感器使用MPU6050姿态检测芯片，该芯片是整合了三轴加速度计和三轴陀螺仪的刘轴运动跟踪组件。姿态数据为行走机器人的倾角；加速度计直接采集加速度，陀螺仪采集角速度，通过加速度计和陀螺仪协同测量得到行走机器人的倾角，该行走机器人在开机状态下允许的最大倾角为θ。
其中，为了实现快速响应的目标，本发明采用的重心调节机构3包括对称设置在躯体机构2上的摆臂31以及固定安装在躯体机构2顶部中间位置的第一电机32。该摆臂31可以为单臂也可以为双臂，优选为双臂，且对称设置在躯体机构2外两侧，此时对应的第一电机32为双向同步电机(有两个同步的输出轴，且能够正反旋转)，该第一电机32的输出轴与两侧的摆臂31固定连接用于驱动摆臂31旋转，该第一电机32与控制处理器连接，同时为了保证第一电机32输出轴的直线度，防止其摆动时不平衡，在第一电机32与摆臂31的中部设置有支撑座33，该支撑座33内嵌有滚动轴承用于与双向同步电机的输出轴转动连接，且两个支撑座33对称设置在第一电机32的两侧，另外也可根据实际情况在摆臂31的底端安装平衡块。通过以上设置，当该行走机器人接到行走指令后，控制处理器通过第一电机32驱动摆臂快速响应旋转，随即改变了行走机器人的重心，从而使载体框架平台1前倾或后仰，姿态传感器获取重心前后移动的变化量并发送给控制处理器，控制处理器控制左行走轮4和右行走轮5转动以保持平衡，即实现了快速响应行走的目的。
另外，当行走机器人在抓取或运输负载时，控制处理器分别控制躯体机构2和前后重心调节机构3，以使躯体机构2摆动的方向与摆臂31旋转的方向与相反，用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，即达到m1gL1＝m2gL2，且质心在行走机器人竖直中心线上；其中，m1为负载质量，L1为负载质心距离行走机器人竖直中心线的距离，m2为机械臂质量，L2为机械臂质心距离行走机器人竖直中心线的距离。
通过以上设置可知，本发明调节行走机器人前后重心，使行走机器人的重心偏离静止时的竖直中心线而驱使其移动的方式有三种：一种是通过第一电机32驱动摆臂31沿行走机器人竖直中心线向前或者向后旋转；第二种是通过控制处理器控制躯体机构2沿行走机器人竖直中心线向前或者向后摆动；第三种是控制处理器分别控制躯体机构2和前后重心调节机构3使两者共同沿行走机器人竖直中心线向前或者向后倾斜。控制处理器在接到行走指令后，重心调节的优先方式是第一种通过第一电机32驱动摆臂31，其次是第二种控住躯体机构2摆动，最后才第三种两者共同改变重心。
另外本发明行走机器人还包括：红外线传感器7，其可拆卸的安装在载体框架平台1上，用于检测所述行走机器人前方的障碍物距离；物体观察相机8，其可拆卸的安装躯体机构2顶部，用于观察行走机器人前方路况及识别负载目标；导航定位模块9，其可拆卸的安装在载体框架平台1上，用于行走机器人导航及定位；该红外线传感器7、物体观察相机8和导航定位模块9均与控制处理器连接，该控制处理器根据红外线传感器7、物体观察相机8和导航定位模块9收集的数据控制左、右驱动电机，使行走机器人在避开障碍物的前提下按照预定导航路线行至目的地。
进一步，本发明行走机器人还包括人机交互系统，人机交互系统可由触摸屏、远程通讯以及语音交互系统组成。以语音交互系统为例进行说明，其包含语音接收器和语音播放器，语音接收器和语音播放器均与控制处理器连接，语音接收器用于获取语音命令并将语音命令转化成指令信号发送给控制处理器，控制处理器控制左、右驱动电机，使行走负载3机器人按照语音指令前进、后退或者转弯。
需要特别说明的是，本发明为了保证行走机器人抓取或运输负载时的稳定性和安全性，将躯体机构2设置为摆动式结构，以便与前后重心调节机构3实现联动，用于维持负载时行走机器人的平衡；同时在躯体机构2摆动的前后方向分别设置有限位结构6，该限位结构6用于限定躯体机构2前后摆动时与行走机器人竖直中心线的极限夹角，即调整后应使行走机器人实际质心前后倾斜的角度θ’小于或者等于行走机器人自身允许的最大倾角θ，以避免行走机器人失稳摔倒。优选的，限位结构6包括至少两个限位块，且两个限位块固定安装在躯体机构2前后摆动的夹角处。
本发明躯体机构2的结构优选为平行四连杆摆动组件21或者单臂摆动组件22，当然亦可以为其它结构，只要能够实现本发明前后摆动的功能即可，不再详细罗列，下面通过3实施例分别介绍本发明躯体机构2的优选方式。
实施例1(躯体主要为四连杆)
如图1～3所示，该实施例为平行四连杆摆动组件21，其由第二电机211和两个间隔设置的平行四连杆212组成，两个平行四连杆212的底边对称设置在载体框架平台1表面上，且顶边通过连接板固定并构成安装第一电机32的载台，该第一电机32的外部设置有保护罩，第二电机211安装在载体框架平台1上，且第二电机211的输出轴与平行四连杆22连接，用于驱动两个平行四连杆22整体前后摆动，第二电机211与控制处理器连接。实际设计时，应使躯体机构2的整体重量大于前后重心调节机构3的重量，以便在躯体机构2高度一定的前提下，增大负载量以及保证安全性。
具体的，每个平行四连杆212由上下两个横板2121和前后两个竖板2122铰接组成，由于横板2121仅起连接支撑作用，相对竖板2122受力较小，因此本实施例所采用的横板2121均开设有减重孔，以实现在不影响整个行走机器人强度的同时尽可能的降低自重，从而增加负载载重能力。其中，竖板2122的底部具有与底部横板2121铰接的固定销轴，该固定销轴穿过底部横板2121后与第二电机211的输出轴通过联轴器联结，第二电机211为正反旋转电机。即控制处理器控制启动第二电机211后，第二电机211的输出轴驱动带有固定销轴的竖板2122围绕销轴转动，由于竖板2122与横板2121组成铰接的平行四连杆，因此可使整个平行四连杆212围绕固定销轴的中心线前后摆动。
另外本实施例中的限位结构6由八个限位块构成，八个限位块分别安装在两个平行四连杆212的八个内角位置处，具体可固定设置在横板2121上。
实施例2(躯体主要为单臂)
如图4～6所示，本实施例为单臂摆动组件22，其包括单臂支撑件221和设置在载体框架平台1上的驱动装置222，单臂支撑件221的底部与框架平台1顶部固定件11转动连接，驱动装置222用于驱动单臂支撑件221前后摆动，驱动装置222与控制处理器连接。
优选的，该单臂支撑件221底部固定设置有销轴，顶部固定安装有载体平台，单臂支撑件221底部的销轴一端与顶部固定件11通过轴承连接，另一端与驱动装置222连接，该驱动装置为减速电机。另外在固定件11上、位于单臂支撑件221前后摆动的方向上分别设置有由两个限位块组成的限位结构6，防止摆动幅度过大，影响行走机器人的稳定性和安全性。
实施例3(躯体为单臂的另一种方式)
本实施例与实施例2不同之处在于，在单臂支撑件221与固定件11前点转动连接的基础上，单臂支撑件221的中部与固定件11后点通过推杆223铰接，形成结构稳定的三角形。其中，推杆223的动力不做具体限定，可采用液压或者减速电机+丝杠等形式，只需要达到能够实现推杆223的伸出或者缩回，即可使单臂支撑件221实现向前或者向后摆动。
另外，本发明还提供了一种基于上述行走机器人的控制方法，该控制方法具体包括以下步骤：
S1、先启动行走机器人，控制处理器获取姿态传感器采集的姿态数据，控制左、右驱动电机，使左行走轮4和右行走轮5进行相应转动，从而使行走机器人保持静止平衡；
S2、控制处理器根据获取的行走指令，控制前后重心调节机构3和/或躯体机构2改变行走机器人的重心后驱使其移动；
当行走指令为前进，且没有负载时：控制处理器控制第一电机32正向旋转，使前后重心调节机构3中的摆臂31向前旋转(优先级最高)；或者控制处理器控制躯体机构2，使躯体机构2向前摆动；或者控制处理器同时控制使摆臂31和躯体机构2均向前倾斜；与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮4和右行走轮5保持相同的转速前进；
当行走指令为前进，且在抓取或运输负载时：控制处理器控制第一电机32正向旋转，使前后重心调节机构3中的摆臂31向前旋转，同时控制处理器根据负载的重量以及采集的姿态数据，控制躯体机构2向后摆动设定角度，目的是维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，然后再通过控制处理器控制行走机器人向前调整重心，与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮4和右行走轮5保持相同的转速前进；
当行走指令为后退时，控制处理器控制执行与前进时相反的控制；
当行走指令为转弯时，控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮4与右行走轮5产生速差，即能够实现相应的左、右转弯。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人包括载体框架平台(1)，所述载体框架平台(1)上部连接有能够沿行走机器人竖直中心线前后摆动的躯体机构(2)，所述躯体机构(2)的顶部设置有前后重心调节机构(3)，通过所述躯体机构(2)和/或前后重心调节机构(3)来改变行走机器人的重心用于使其移动，同时两者联动用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，所述载体框架平台(1)底部对称设有左行走轮(4)和右行走轮(5)，且在所述载体框架平台(1)上安装有用于独立驱动左行走轮(4)与右行走轮(5)相应的左、右驱电机，所述左、右驱电机分别与安装在载体框架平台(1)内的控制处理器连接，所述控制处理器与安装在载体框架平台(1)上的姿态传感器连接；
其中，所述前后重心调节机构(3)包括设置在躯体机构(2)上的摆臂(31)以及固定安装在躯体机构(2)顶部的第一电机(32)，所述第一电机(32)的输出轴与摆臂(31)固定连接用于驱动摆臂(31)旋转，所述第一电机(32)与控制处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，当所述行走机器人在抓取或运输负载时，所述控制处理器分别控制躯体机构(2)和前后重心调节机构(3)，以使所述躯体机构(2)摆动的方向与摆臂(31)旋转的方向相反，用于维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡。
3.根据权利要求1所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述躯体机构(2)为平行四连杆摆动组件(21)或者单臂摆动组件(22)，所述平行四连杆摆动组件(21)和单臂摆动组件(22)均设置有限位结构(6)，所述限位结构(6)用于限定平行四连杆摆动组件(21)或者单臂摆动组件(22)前后摆动时与行走机器人竖直中心线的极限夹角，以避免行走机器人失稳。
4.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述限位结构(6)包括至少两个限位块，且两个所述限位块固定安装在平行四连杆摆动组件(21)以及单臂摆动组件(22)前后摆动的夹角处。
5.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述平行四连杆摆动组件(21)由第二电机(211)和两个间隔设置的平行四连杆(212)组成，两个所述平行四连杆(212)的底边对称设置在载体框架平台(1)表面上，且顶边通过连接板固定并构成安装第一电机(32)的载台，所述第二电机(211)安装在载体框架平台(1)上，所述第二电机(211)的输出轴与平行四连杆(22)连接，用于驱动两个所述平行四连杆(22)整体摆动，所述第二电机(211)与控制处理器连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，每个所述平行四连杆(212)由上下两个横板(2121)和前后两个竖板(2122)铰接组成，所述竖板(2122)的底部具有与底部横板(2121)铰接的固定销轴，所述销轴穿过底部横板(2121)后与第二电机(211)的输出轴通过联轴器联结。
7.根据权利要求3所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述单臂摆动组件(22)包括单臂支撑件(221)和设置在载体框架平台(1)上的驱动装置(222)，所述单臂支撑件(221)的底部与框架平台(1)顶部固定件(11)转动连接，所述驱动装置(222)用于驱动所述单臂支撑件(221)前后摆动，所述驱动装置(222)与控制处理器连接。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人还包括：
红外线传感器(7)，其可拆卸的安装在载体框架平台(1)上，用于检测所述行走机器人前方的障碍物距离；
物体观察相机(8)，其可拆卸的安装躯体机构(2)顶部，用于观察所述行走机器人前方路况及识别负载目标；
导航定位模块(9)，其可拆卸的安装在载体框架平台(1)上，用于所述行走机器人导航及定位；
所述红外线传感器(7)、物体观察相机(8)和导航定位模块(9)均与控制处理器连接，所述控制处理器通过控制左、右驱动电机，使行走机器人在避障的前提下按照预定导航路线行走。
9.根据权利要求8所述的一种具有快速响应的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人还包括语音交互系统，所述语音交互系统包含语音接收器和语音播放器，所述语音接收器和语音播放器均与控制处理器连接，所述语音接收器用于获取语音命令并将语音命令转化成指令信号发送给控制处理器，所述控制处理器基于所述指令信号控制左、右驱动电机，使行走机器人前进、后退或者转弯。
10.基于权利要求1～9任意一项所述一种具有快速响应的行走机器人的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
S1、先启动行走机器人，控制处理器获取姿态传感器采集的姿态数据，控制左、右驱动电机，使左行走轮(4)和右行走轮(5)进行相应转动，从而使行走机器人保持静止平衡；
S2、控制处理器根据获取的行走指令，控制前后重心调节机构(3)和/或躯体机构(2)改变行走机器人的重心后驱使其移动；
当行走指令为前进，且没有负载时：控制处理器控制第一电机(32)正向旋转，使前后重心调节机构(3)中的摆臂(31)向前旋转；或者控制处理器控制躯体机构(2)，使躯体机构(2)向前摆动；或者控制处理器同时控制使摆臂(31)和躯体机构(2)均向前倾斜；与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮(4)和右行走轮(5)保持相同的转速前进；
当行走指令为前进，且在抓取或运输负载时：控制处理器控制第一电机(32)正向旋转，使前后重心调节机构(3)中的摆臂(31)向前旋转，同时控制处理器根据负载的重量以及采集的姿态数据，控制躯体机构(2)向后摆动设定角度，以维持行走机器人抓取或运输负载时的平衡，然后再通过控制处理器控制行走机器人向前调整重心，与此同时控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮(4)和右行走轮(5)保持相同的转速前进；
当行走指令为后退时，控制处理器控制执行与前进时相反的控制；
当行走指令为转弯时，控制处理器控制左、右驱动电机，使左行走轮(4)与右行走轮(5)产生速差，即能够实现相应的左、右转弯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310697799.3A CN116588216A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310697799.3A CN116588216A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116588216A true CN116588216A (zh) | 2023-08-15 |
Family
ID=87600893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310697799.3A Pending CN116588216A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种具有快速响应的行走机器人及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116588216A (zh) |
-
2023
- 2023-06-13 CN CN202310697799.3A patent/CN116588216A/zh active Pending
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Legal Events
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