CN210244161U - 一种智能移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能移动机器人，包括机器人主体以及设于所述机器人主体上的控制器、驱动所述移动机器人移动的运动控制组件、检测所述运动控制组件的状态信息的输出检测组件和检测移动机器人相对于障碍物的距离信息的距离检测组件；所述控制器用于接收所述距离检测组件传输的距离信息和所述输出检测组件传输的状态信息得到控制指令，并将所述控制指令传输至运动控制组件以校正所述移动机器人的位置，本实用新型可有效的消除机器人移动的累积误差，避免累积误差过大而导致移动机器人无法正常运行，也避免过大的功率与计算资源消耗。

Description

一种智能移动机器人

技术领域

本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种智能移动机器人。

背景技术

移动机器人是机器人技术的重要发展方向，其主要特点为机器人具有通过改变自身位姿完成一系列预定任务的能力。移动机器人的应用前景十分广泛，包括服务领域(前台、导游、导购)、仓储领域(物流，配送)以及家政领域(地面清洁、家庭陪伴)等。

为了保证移动机器人能够在复杂的工作场景中自主移动，需要构建有效的路径规划与定位机制。对于多变环境的适应能力强的特点，逐渐成为研究的热点，但是目前保证移动人的正常运行的控制过程复杂、精度误差大且移动机器人的运动状态调整速度慢。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种智能移动机器人，保证移动机器人的正常运行，降低控制过程复杂度，提高移动机器人运动状态的调整速度。

为了达到以上目的，本实用新型一方面公开了一种智能移动机器人，包括机器人主体以及设于所述机器人主体上的控制器、驱动所述移动机器人移动的运动控制组件、检测所述运动控制组件的状态信息的输出检测组件和检测移动机器人相对于障碍物的距离信息的距离检测组件；

所述机器人主体为正三角形，其中所述正三角形的每个角部形成为倒角，所述运动控制组件设于所述正三角形的三个倒角处；

所述控制器用于接收所述距离检测组件传输的距离信息和所述输出检测组件传输的状态信息得到控制指令，并将所述控制指令传输至运动控制组件以校正所述移动机器人的位置。

优选的，所述距离检测组件包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器和第二距离传感器的检测方向形成第一夹角，所述第一夹角为钝角。

优选的，所述第一距离传感器和/或所述第二距离传感器为超声波传感器或红外线传感器。

优选的，所述运动控制组件包括分别设于所述正三角形的机器人主体的三个倒角面上的三个运动执行器；

所述运动执行器包括万向轮和控制所述万向轮的至少一个驱动电机。

优选的，所述运动执行器包括第一驱动电机和第二驱动电机两个驱动电机，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机形成第二夹角，所述第一驱动电机控制所述万向轮转动，所述第二驱动电机控制所述万向轮直线移动。

优选的，所述输出检测组件包括设于每个运动执行器上的编码检测装置；

所述编码检测装置包括分别检测第一驱动电机和第二驱动电机的转动，并形成输出信息的第一旋转编码器和第二旋转编码器。

优选的，所述三个运动执行器包括主运动执行器和两个从运动执行器，所述移动机器人的移动方向为所述主运动执行器对应的倒角对应的方向。

优选的，所述主运动执行器和每个从运动执行器间的机器人主体侧面设置有弹出装置，所述控制器用于根据所述距离检测组件传输的距离信息控制所述弹出装置弹出支撑气囊，所述支撑气囊弹出后的外端边缘位于对应的所述从运动执行器的外侧。

优选的，所述智能机器人上进一步设有光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器；

所述控制器中设有无线传输模块，进一步用于接收所述光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器传输的环境检测信息，并通过所述无线传输模块向用户传输所述环境检测信息。

本实用新型通过在移动机器人上设置输出检测组件和距离检测组件，通过输出检测组件检测驱动移动机器人移动的运动控制组件的状态，通过检测得到的状态信息可得到移动机器人发生的位移，进而得到移动机器人的当前位置。通过距离检测组件测量移动机器人当前位置相对于附近障碍物的距离信息，若发生路径偏离，可通过形成校正指令以使运动控制组件驱动移动机器人进行位置校正，从而实现移动机器人可自动校正路径的功能，本实用新型中，机器人主体为正三角形，其中所述正三角形的每个角部形成为倒角，所述运动控制组件设于所述正三角形的三个倒角处，相对于传统的移动机器人，本申请的智能机器人通过控制一个角部的运动控制组件即可控制整个移动机器人的快速的运动状态调整，从而提高调整速度、降低控制器的计算开销和控制复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1示出本实用新型一种智能机器人一个具体实施例的外形示意图；

图2示出本实用新型一种智能机器人一个具体实施例的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的一个方面，本实施例公开了一种智能移动机器人。如图1所示，本实施例中，智能移动机器人包括机器人主体104以及设于所述机器人主体104上的控制器101、驱动所述移动机器人移动的运动控制组件102、检测所述运动控制组件102的状态信息的输出检测组件103和检测移动机器人相对于障碍物的距离信息的距离检测组件105。

其中，所述机器人主体104为正三角形，其中所述正三角形的每个角部形成为倒角，所述运动控制组件102设于所述正三角形的三个倒角处。

所述控制器101用于接收所述距离检测组件105传输的距离信息和所述输出检测组件103传输的状态信息得到控制指令，并将所述控制指令传输至运动控制组件102以校正所述移动机器人的位置。

本实用新型通过在移动机器人上设置输出检测组件103和距离检测组件105，通过输出检测组件103检测驱动移动机器人移动的运动控制组件102的状态，通过检测得到的状态信息可得到移动机器人发生的位移，进而得到移动机器人的当前位置。通过距离检测组件105测量移动机器人当前位置相对于附近障碍物的距离信息，若发生路径偏离，可通过形成校正指令以使运动控制组件102驱动移动机器人进行位置校正，从而实现移动机器人可自动校正路径的功能，本实用新型中，机器人主体104为正三角形，其中所述正三角形的每个角部形成为倒角，所述运动控制组件102设于所述正三角形的三个倒角处，相对于传统的移动机器人，本申请的智能机器人通过控制一个角部的运动控制组件102即可控制整个移动机器人的快速的运动状态调整，从而提高调整速度、降低控制器101的计算开销和控制复杂度。同时，控制器101可每经过预设时间进行一次路径校正，使移动机器人在预设路径上的运行精度与效率和能耗之间取得平衡。

在优选的实施方式中，如图2所示，所述距离检测组件105包括第一距离传感器106和第二距离传感器107，所述第一距离传感器106和第二距离传感器107的检测方向形成第一夹角，所述第一夹角为钝角。优选的，所述第一夹角可选择大于120度的任意角度。

具体的，在一个具体例子中，移动机器人可包括前进方向(第一方向)的运动和横向方向(第二方向)的运动，第一方向和第二方向呈直角。则优选的，可设置第一距离传感器106和第二距离传感器107的检测方向为第二方向的两侧，此时第一距离传感器106和第二距离传感器107的检测方向形成的第一夹角，第一夹角的角平分线与第一方向重合。

通过设置第一距离传感器106和第二距离传感器107可检测移动机器人在横向方向与障碍物的距离信息，第一距离传感器106和第二距离传感器107将该距离信息传输至控制器101，控制器101可根据该距离信息和距离传感器的位置解析得到移动机器人当前与障碍物的距离和角度等信息，并进一步通过预设路径中当前位置与障碍物的距离确定移动机器人是否发生了路径偏离。

在优选的实施方式中，所述第一距离传感器106和/或所述第二距离传感器107可选择超声波传感器或红外线传感器。

在优选的实施方式中，所述运动控制组件102包括分别设于所述正三角形的机器人主体104的三个倒角面上的三个运动执行器；所述运动执行器包括万向轮和控制所述万向轮的至少一个驱动电机。其中，每个运动执行器可设置正三角形主体的一个角部的运动。通过采用万向轮进行移动，配合驱动电机可实现角部的转动和平移等多种运动方式，以便于移动机器人可通过整体转动加平移快速调整位置状态，以达到调整运动方向和机器人主体104位置的目的。

在优选的实施方式中，所述运动执行器包括第一驱动电机和第二驱动电机两个驱动电机，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机形成第二夹角，所述第一驱动电机控制所述万向轮转动，所述第二驱动电机控制所述万向轮直线移动。

在优选的实施方式中，所述运动控制组件102包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机形成第二夹角。通过设置第一驱动电机和第二驱动电机，并使第一驱动电机和第二驱动电机形成第二夹角，从而实现对移动机器人提供两个不同方向的驱动力，使移动机器人可向两个不同方向移动。

在优选的实施方式中，移动机器人可包括前进方向(第一方向)的运动和横向方向(第二方向)的运动，则可设置第一驱动电机和第二驱动电机，通过第一驱动电机使万向轮转动至合适的角度后，再通过第二驱动电机使万向轮朝向该合适的角度移动，保证了移动机器人角部不同方向上的快速运动校准。

在优选的实施方式中，所述输出检测组件103包括设于每个运动执行器上的编码检测装置。所述编码检测装置包括分别检测第一驱动电机和第二驱动电机的转动，并形成输出信息的第一旋转编码器和第二旋转编码器。

第一旋转编码器和第二旋转编码器可用于检测第一驱动电机和第二驱动电机的旋转角度形成输出信息，从而控制器101根据输出信息可得到第一驱动电机和第二驱动电机提供的驱动力作用下移动机器人可产生的移动距离，根据控制器101预先存储的预设路径以及移动机器人产生的移动距离可得到移动机器人与对应的障碍物的距离，从而控制运动控制组件102使移动机器人调整运动状态。

作为在可选的实施方式，本实施例中，控制器101与运动控制组件102和距离检测组件105连接，运动控制组件102进一步与输出检测组件103连接，输出检测组件103将检测形成的输出信息传输至运动控制组件102，通过运动控制组件102进一步传输至控制器101。

在优选的实施方式中，所述三个运动执行器包括主运动执行器和两个从运动执行器，所述移动机器人的移动方向为所述主运动执行器对应的倒角对应的方向，即第一方向。在实际控制过程中，控制器101可控制移动机器人的三个运动执行器的至少之一工作，以控制移动机器人的运动状态。

在优选的实施方式中，所述主运动执行器和每个从运动执行器间的机器人主体104侧面设置有弹出装置，该弹出装置在图中未示出，所述控制器101用于根据所述距离检测组件105传输的距离信息控制所述弹出装置弹出支撑气囊，所述支撑气囊弹出后的外端边缘位于对应的所述从运动执行器的外侧。本实施例中，在机器人主体104的侧面设置弹出装置，控制器101可控制弹出装置弹出支撑气囊，该支撑气囊弹出后，其外端边缘位于对应侧的从运动执行器的外侧，当移动机器人主体104与障碍物的距离小于预设距离时，可通过支撑气囊使机器人主体104与障碍物保持一定距离，以防止机器人主体104与障碍物发生碰撞，导致机器人主体104损伤或机器人主体104与障碍物发生碰撞时机器人主体104上的物体掉落，以增强移动机器人用于仓储领域(物流，配送)以及家政领域(地面清洁、家庭陪伴)的安全性和可靠性。

在优选的实施方式中，所述智能机器人上进一步设有光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器等环境检测器108。所述控制器101中设有无线传输模块，进一步用于接收所述光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器传输的环境检测信息，并通过所述无线传输模块向用户传输所述环境检测信息。移动机器人在工作时，很可能处于恶劣的工作环境，通过在移动机器人上设置用于检测环境条件的光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器，可实时感知移动机器人所在的环境的光强、温度和/或湿度，控制器101可通过无线传输模块将接收的环境检测信息传输给用户，向用户示警以使用户实时了解移动机器所在的环境，以便用户及时处理。通过检测环境条件，一方面，可保证移动机器人的工作条件，防止移动机器人在恶劣条件下工作导致机器人自身损坏，另一方面，当移动机器人用于仓储领域(物流，配送)以及家政领域(地面清洁、家庭陪伴)时，也可避免承载的货物受到环境条件的损伤以及保证室内环境的安全。

在优选的实施方式中，智能机器人还设置有例如智能手臂等的抓取机构(图中未示出)，控制器可通过控制抓取机构抓取货物并将货物置于机器人主体104上表面，更优选的，控制器可根据设于机器人主体104上表面的光强检测器检测的光强信息确定机器人主体104上是否设置有货物，以控制抓取机构是否抓取货物。其中，抓取机构优选的可选用柔性机械手，以减少对货物的损伤。

在优选的实施方式中，所述移动机器人还包括定时器，该定时器每经过预设时间向控制器101发出校正指令，所述控制器101接收到所述校正指令后，根据所述输出信息和所述距离信息形成校正指令并传输至所述运动控制组件102以使所述运动控制组件102校正所述移动机器人的移动位置。这种基于定时器的周期性的误差消除方式可以有效的消除累积误差，既可以避免累积误差过大而导致移动机器人无法正常运行，也可以避免过大的功率与计算资源消耗。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种智能移动机器人，其特征在于，包括机器人主体以及设于所述机器人主体上的控制器、驱动所述移动机器人移动的运动控制组件、检测所述运动控制组件的状态信息的输出检测组件和检测移动机器人相对于障碍物的距离信息的距离检测组件；

所述机器人主体为正三角形，其中所述正三角形的每个角部形成为倒角，所述运动控制组件设于所述正三角形的三个倒角处；

所述控制器用于接收所述距离检测组件传输的距离信息和所述输出检测组件传输的状态信息得到控制指令，并将所述控制指令传输至运动控制组件以校正所述移动机器人的位置。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述距离检测组件包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器和第二距离传感器的检测方向形成第一夹角，所述第一夹角为钝角。

3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述第一距离传感器和/或所述第二距离传感器为超声波传感器或红外线传感器。

4.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述运动控制组件包括分别设于所述正三角形的机器人主体的三个倒角面上的三个运动执行器；

所述运动执行器包括万向轮和控制所述万向轮的至少一个驱动电机。

5.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述运动执行器包括第一驱动电机和第二驱动电机两个驱动电机，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机形成第二夹角，所述第一驱动电机控制所述万向轮转动，所述第二驱动电机控制所述万向轮直线移动。

6.根据权利要求5所述的移动机器人，其特征在于，所述输出检测组件包括设于每个运动执行器上的编码检测装置；

所述编码检测装置包括分别检测第一驱动电机和第二驱动电机的转动，并形成输出信息的第一旋转编码器和第二旋转编码器。

7.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述三个运动执行器包括主运动执行器和两个从运动执行器，所述移动机器人的移动方向为所述主运动执行器对应的倒角对应的方向。

8.根据权利要求7所述的移动机器人，其特征在于，所述主运动执行器和每个从运动执行器间的机器人主体侧面设置有弹出装置，所述控制器用于根据所述距离检测组件传输的距离信息控制所述弹出装置弹出支撑气囊，所述支撑气囊弹出后的外端边缘位于对应的所述从运动执行器的外侧。

9.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述智能机器人上进一步设有光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器；

所述控制器中设有无线传输模块，进一步用于接收所述光强检测器、温度检测器和/或湿度检测器传输的环境检测信息，并通过所述无线传输模块向用户传输所述环境检测信息。

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