一种室外机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种室外机器人。

背景技术：

在机器人领域，移动机器人是机器人研究领域的一个重要分支，移动机器人在集激光SLAM、定位技术、多传感器数据融合、图像处理技术、运动控制、路径规划及导航等技术，是当前机器人技术的一个热点，同时也是难点。移动机器人分为室内机器人和室外机器人两种，两者主要的区别在应用场景和路况，室外机器人对机器人的运动能力、定位能力提出了更高的要求。目前室外机器人设计不合理，无法满足用户的需求。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种室外机器人，包括底盘本体、车轮、动力驱动单元，所述底盘本体包括底盘框架、以及设置在所述底盘框架上的安装支架，所述车轮安装在所述底盘本体上，所述动力驱动单元用于驱动所述车轮移动，所述动力驱动单元安装在所述安装支架上。

作为本实用新型的进一步改进，所述动力驱动单元包括锂电池及其电源管理模块、低压直流伺服电机和减速机总成、电机驱动器，所述电机驱动器用于驱动所述低压直流伺服电机和减速机总成，所述低压直流伺服电机和减速机总成用于驱动所述车轮运动，，所述低压直流伺服电机和减速机总成包括前部低压直流伺服电机和减速机总成和后部低压直流伺服电机和减速机总成，所述锂电池及其电源管理模块用于给设备供电，，该室外机器人还包括用于实时定位及导航的激光雷达。

作为本实用新型的进一步改进，所述车轮为免维护PU填充车轮。

作为本实用新型的进一步改进，该室外机器人还包括安装在所述安装支架上的定位、路径规划及运动控制模块和电源管理及安全管理模块。

作为本实用新型的进一步改进，该室外机器人还包括通讯天线、非接触安全单元和接触式安全单元，接触式安全单元包含气囊和压力波开关，非接触安全单元包含激光雷达和超声波测距传感器。

作为本实用新型的进一步改进，该室外机器人还包括安装在所述底盘本体上的自动充电单元和手动充电单元。

作为本实用新型的进一步改进，该室外机器人还安装有人机交互指示灯，所述人机交互指示灯包括前部工作状态指示灯、后部工作状态指示灯、前部运动状态指示灯和后部运动状态指示灯。

作为本实用新型的进一步改进，该室外机器人包括标准的通信接口和功能模块安装平台。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过激光雷达可以精确实时定位，实现自然导航和柔性路径规划，采用四轮差速驱动结构，底盘运动灵活，运动能力强，可靠性高、性能稳定、维护性能好。

附图说明

图1为本实用新型的整体前方轴向示意图。

图2为本实用新型的整体后部轴向示意图。

图3为本实用新型的A-A剖视图。

图4为本实用新型的A-A剖视图隐藏部分件视图。

图5 为本实用新型的正视图。

图6为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

如图1-6所示，本实用新型公开了一种室外机器人，包括底盘本体10、车轮9、动力驱动单元，所述底盘本体10包括底盘框架、以及设置在所述底盘框架上的安装支架，所述车轮9安装在所述底盘本体10上，所述动力驱动单元用于驱动所述车轮9移动，所述动力驱动单元安装在所述安装支架上。

所述动力驱动单元包括锂电池及其电源管理模块18、低压直流伺服电机和减速机总成、电机驱动器16，所述电机驱动器16用于驱动所述低压直流伺服电机和减速机总成，所述低压直流伺服电机和减速机总成用于驱动所述车轮9运动，，所述低压直流伺服电机和减速机总成包括前部低压直流伺服电机和减速机总成17和后部低压直流伺服电机和减速机总成20，，该室外机器人还包括用于实时定位及导航的激光雷达1，激光雷达1安装在安装支架上。

室外机器人采用四轮驱动，电机左右对称布置，单侧布置两台低压直流伺服电机，同侧车轮的速度一致，通过控制左右轮的速度大小和方向，实现底盘的前进、后退、左转弯、右转弯以及原地旋转，同时实现爬坡、越障、过间隙、涉水等功能。

所述车轮9为免维护PU填充车轮。

该室外机器人还包括安装在所述安装支架上的定位、路径规划及运动控制模块15和电源管理及安全管理模块19。

动力驱动单元接收定位、路径规划及运动控制模块15发送的指令，并按照指令驱动车轮9运动。

该室外机器人还包括通讯天线8、非接触安全单元和接触式安全单元5，接触式安全单元5包含气囊和压力波开关，非接触安全单元包含激光雷达1和超声波测距传感器3。

采用激光雷达1获取室外机器人周围的环境信息，利用SLAM算法，实现室外机器人的实时定位和导航，同时采用激光雷达1设置避障范围和距离，作为室外机器人的一级防护组成部分。

非接触安全单元利用激光雷达1和超声波测距传感器3实现测距，对前方或者后方的物体进行检测，实现避障；接触式安全单元5采用气囊和压力波传感器检测是否接触到物体，实现安全保护。

非接触安全单元和接触式安全单元5配合成二级避障和防护，保证该室外机器人具有高的安全等级，保护自身及周围物体的安全。

该室外机器人还包括安装在所述底盘本体上的自动充电单元11和手动充电单元7。

该室外机器人还安装有人机交互指示灯，所述人机交互指示灯包括前部工作状态指示灯2、后部工作状态指示灯13、前部运动状态指示灯6和后部运动状态指示灯12。

通过指示灯的R、G、B三种颜色及常亮、闪烁或者呼吸等显示方式的组合来展示室外机器人在工作过程中的运动状态和工作状态，让室外机器人的状态视觉可见，提升室外机器人的交互性能。

该室外机器人包括标准的通信接口4和功能模块安装平台14，方便用户快速开发在室外场景下的应用功能，例如电力巡检、安防巡检等。

工作时，锂电池及其电源管理模块18给室外机器人的所有设备供电。

手动控制运动，利用激光雷达1扫描底盘周围环境，获取室外的平面地图，定位、路径规划及运动控制模块15处理平面地图，获取室外的定位信息，实现实时定位。室外机器人的部署软件通过通讯天线8与室外机器人实时通信，利用部署软件手动定位之后，室外机器人获得自己的初始位置，后续在移动的过程中，能通过周围的定位信息，实时获取自己的位置。

利用室外机器人的部署软件，修改激光雷达1获取的平面信息，在里面添加直线路径、圆弧路径、贝塞尔曲线路径以及站点信息，各种类型的路径组成路网地图；删除地图信息中不需要的信息；增加矩形区域，可以实现区域限速、禁止进入等功能。部署软件可以实现导航到站点，导航到目标位置，导航到坐标位置，执行循环任务等导航任务，部署软件发动导航任务之后，定位、路径规划及运动控制模块15，实现路网路径规划或者自由路径规划，运动控制模块驱动动力及驱动单元，控制室外机器人沿着规划好的路径移动。导航到站点是部署软件给室外机器人发送目标站点信息后，室外机器人沿着路网运动，导航到目标位置是在地图中选择任意位置及室外机器人朝向之后，部署软件规划自由路径，发送给室外机器人之后室外机器人自由导航运动；导航到坐标位置是在部署软件中输入地图中的坐标值，部署软件规划自由路径，发送给室外机器人之后室外机器人自由导航运动。

激光雷达1安装在底盘本体前面上部，超声波测距传感器3共6个，其中3个安装在底盘本体的前部，另外3个安装在底盘本体的后部，两者检测到运动前方有障碍物时，室外机器人会停止运动，此外也可以选择绕行。当室外机器人撞到其他物体上时，接触式安全单元启动，触发室外机器人急停，并发出警报，待确认没有问题之后，可以启动室外机器人重新运动。

标准的通信接口4可以实现can、RS232、RS485、RJ45等通讯，用户在基于本底盘开发功能时，可根据实际情况选择通讯方式。

室外机器人提供SDK，用户根据SDK手册可以调用底盘的功能，开发用户所需的功能。

本实用新型通过激光雷达可以精确实时定位，实现自然导航和柔性路径规划，采用四轮差速驱动结构，底盘运动灵活，运动能力强，可靠性高、性能稳定、维护性能好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。