适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法与流程

文档序号:19188002发布日期:2019-11-20 01:42阅读:279来源:国知局
适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法与流程

本发明属于机器人底盘技术领域,具体涉及一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法。



背景技术:

履带式底盘具有动作灵活、负重性能好、越障能力强等优点,常用于复杂恶劣地面特种机器移动平台。相对轮式履带式底盘,履带式底盘由于设置有悬挂减震机构,具备更强的越障性能和复杂地形通过能力。履带式底盘以及配套的悬挂组件作为相关机械的行走机构,其发展方向始终围绕着高自适应性、高运动性能、安全可靠性和运动平稳性等方面发展。

目前履带式底盘主要采用特定结构的减震悬挂系统,分为左右两侧各设置对称的悬挂组件。为提高履带式底盘复杂路面通过能力,一般采用机械式抬高机构实现机器人在行进过程中的底盘高度,从而实现避障等。典型的技术方案有专利号为201810575356.6公布的一种可调整履带装置,通过调整液压杆长度,实现底盘的高度调整,从而提高履带式底盘的通过性。专利号201711335346.7公布了一种履带式底盘的高度调节装置及方法,液压缸联测的活塞缸端部通过设置齿条啮合机构,改变内外驱动杆间的夹角,从而改变履带底盘整体工作高度以避障。

现有的履带式底盘的悬挂组件一般采用固定式结构,其运动时悬挂系统的角度或高度无法改变,当悬挂组件经过“_ˉ”型、“ˉ_”型或其它两侧高度各异的复杂地面、障碍物或坡道时,底盘上端工作角度发生变化,对底盘上端观测或作业设备工作角度扰动影响严重,并且底盘工作平稳性降低、悬挂系统受力不均,履带会发生严重形变,轻微者损伤履带或掉带,重则使左右两侧履带结构受力不均发生车体损伤甚至倾覆,严重危害履带底盘寿命,对底盘通过性和越障性提出巨大挑战。

现有技术方案中仅有对轮式底盘高度调整的方案,由于履带式驱动机构复杂,现有履带式悬挂高度调整的方案中,均为同步对左右两侧悬挂系统调整从而实现底盘整体高度调整,无法适应左右高度各异的复杂路面,目前还未有对悬挂系统单独、高效高度调整的机构或方案。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及其作业方法,实时独立改变履带式底盘两侧悬挂组件的高度,从而使悬挂系统和履带系统更好地贴合地面,适用于存在左右高度差的复杂地形,提高底盘爬坡越障性能和工作平稳性能,解决履带面临各类复杂地面时的贴合度差、掉履带和平台倾斜甚至倾覆等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人,包括底盘主体、悬挂避震机构、悬挂高度整定机构、电气驱动和控制机构,所述悬挂避震机构、悬挂高度整定机构、电气驱动和控制机构均与底盘主体连接,悬挂避震机构和悬挂高度整定机构均设置有两套,两套悬挂避震机构分别设置于底盘主体的两侧,每套悬挂避震机构通过一套悬挂高度整定机构与电气驱动和控制机构连接。

具体的,所述底盘主体包括机架、壳体、悬挂过渡板,壳体设置于机架上,机架两侧均连接悬挂过渡板。

具体的,所述两套悬挂避震机构分别设置于底盘主体两侧的悬挂过渡板上,每套悬挂避震机构包括悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构、履带,悬挂侧板通过支架与悬挂高度整定机构连接;悬挂侧板上设置有驱动轮、轮系机构用以驱动、支撑履带,避震机构设置于悬挂侧板上。

具体的,所述悬挂高度整定机构设置于底盘主体的机架与悬挂过渡板之间,每套悬挂高度整定机构包括悬挂高度调整机构和动力自适应传递机构。

具体的,所述每套悬挂高度调整机构包括转轴、调整座、滑杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、丝杠、升降电机、调整块、升降连杆,调整座设置在机架内侧,调整座的一侧竖直方向上设置有槽口,槽口内设有能够上下滑动的滑杆,滑杆的下端与升降连杆的一端连接,升降连杆呈l形结构,升降连杆的另一端与悬挂过渡板连接固定;滑杆的上端连接第三连杆的一端,槽口的上端与第一连杆的一端连接,第一连杆的另一端、第二连杆的一端、第三连杆的中部通过转轴铰接,第一连杆、第二连杆和第三连杆呈交叉连接状,第三连杆的另一端设置有滑块,滑块下端面设置有升降电机,第二连杆的另一端设置有调整块,调整块为丝杆螺母,内部有螺纹结构,调整块与丝杠配合连接,丝杠垂直穿过第三连杆端部的滑块,丝杠的下端与升降电机的输出轴连接。

具体的,所述动力自适应传递机构包括第一换向机构、传动伸缩机构、第二换向机构,第一换向机构的输入端与电机连接,第一换向机构的输出端通过传动伸缩机构与第二换向机构的输入端连接,第二换向机构的输出端与驱动轮连接。

具体的,所述电气驱动和控制机构包括控制机构、姿态感知机构、电机驱动机构、电机、电池、障碍物感知机构,控制机构、姿态感知机构、电机驱动机构、电机、电池均设置于机架内部,控制机构连接姿态感知机构、电机驱动机构、障碍物感知机构以及悬挂高度整定机构中的升降电机,电机驱动机构连接电机,电机数量为两套,对称布置,两套电机的输出轴各自连接悬挂高度整定机构中的两套第一换向机构,电池与机器人内部的各耗电元件连接,障碍物感知机构为测距传感器或激光雷达,障碍物感知机构安装在机架前方的壳体上。

一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人的作业方法,包括特种机器人经过平坦路况的路面运动作业方法以及特种机器人经过“_ˉ”型或“ˉ_”型左右高度差异的路面运动作业方法。

具体的,所述特种机器人经过平坦路况的路面运动作业方法包括以下步骤:

(1)控制机构控制悬挂高度整定机构中的升降电机保持自持力不动作,此时底盘主体两侧的悬挂避震机构相对底盘主体处于同一高度水平;

(2)控制机构控制电气驱动和控制机构中的电机驱动机构驱动两套电机分别转动,动力经电机转轴输出轴传递到第一换向机构,继续通过传动伸缩机构到达第二换向机构,从驱动悬挂避震机构中的驱动轮运动;

(3)驱动轮转动后,拖动履带转动,进而带动其它轮系机构旋转,形成对履带连续转动,从而带动底盘主体运动;

(4)控制机构通过改变上述运动过程中左右两套电机的转向和方向,从而完成底盘主体的直线前进、直线后退、转弯或原地转圈运动。

具体的,所述特种机器人经过“_ˉ”左低右高型或“ˉ_”左高右低型左右高度差异的路面运动作业方法包括以下步骤:

(1)特种机器人经过“_ˉ”左低右高型路面时,左侧的悬挂避震机构会下陷接触地面,而右侧的悬挂避震机构则会保持一个相对较高的高度,底盘主体发生向左偏转,具体作业步骤如下:

1)控制机构通过姿态感知机构采集到底盘主体已经开始发生轻微向左倾斜时,控制机构开始控制悬挂高度整定机构中左侧的升降电机转动;

2)左侧的升降电机转动时,带动丝杠旋转,经过联动作用,滑杆在调整座内向下运动,带动升降连杆以及与之相连的左侧的悬挂避震机构相对机架向下进行高度调整;

3)此时,左侧的悬挂避震机构及其内部的悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构和外部的履带高度整体增加,从而反向补偿向左倾斜的底盘主体;

4)在悬挂高度调整过程中,控制机构还实时控制两侧的电机转动,动力经第一换向机构、传动伸缩机构和第二换向机构驱动悬挂避震机构中的驱动轮运动;其中传动伸缩机构保证悬挂高度整定机构在进行悬挂高度调整时的动力换向、传动延长以保证动力持续输出;

5)进一步的,当上述调整过程不足以反向补偿底盘主体向左倾斜的趋势或速度时,控制机构控制悬挂高度整定机构中右侧的升降电机转动,经过上述步骤1)-步骤4)的过程后,右侧的悬挂避震机构及其内部的悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构和外部的履带高度整体减小,从而反向补偿向左倾斜的底盘主体,完成上述的悬挂高度补偿后,底盘主体可在“_ˉ”型路面保持相对水平运动;

(2)特种机器人经过“ˉ_”左高右低型路面时,右侧的悬挂避震机构会下陷接触地面,而左侧的悬挂避震机构则会保持一个相对较高的高度,底盘主体发生向右偏转,具体作业步骤与上述步骤(1)的作业步骤相反;

(3)特种机器人经过其它左右高度差异路面时,底盘主体运动过程中,由于经过左右高度差的路面会使底盘主体发生水平偏转,该偏转动作会通过姿态感知机构感知到并上传至控制机构分析并决策控制左右两侧的悬挂高度整定机构,从而对刚刚开始偏转的底盘主体左右高度独立补偿,同时还可配合障碍物感知机构完成左右两侧悬挂避震机构同时高度补偿,完成越障。

本发明具有以下有益效果:本发明通过发明悬挂高度整定机构,实现了左右两套悬挂避震机构相对底盘主体的独立高度调整,同时保证了在对悬挂避震机构高度调整时的动力换向和持续输出,保证了机器人运动的动力需求;通过设置姿态感知机构感知机器人行进途中姿态变化,反推路况凹凸情况,从而实时控制调整悬挂避震机构高度,保证机器人行进途中的水平和平稳性,提高越障性能,提高了移动平台的自适应性,对提升特种机器人在复杂恶劣地面高性能、高平稳运动具有重要作用。

附图说明

图1是本发明悬挂高度自适应特种机器人立体结构示意图。

图2是本发明悬挂高度自适应特种机器人主视结构示意图。

图3是本发明悬挂高度自适应特种机器人左视结构示意图。

图4是本发明悬挂高度自适应特种机器人右视结构示意图。

图5是本发明悬挂高度自适应特种机器人后视结构示意图。

图6是本发明悬挂高度自适应特种机器人去除上壳体后的俯视结构示意图。

图7是本发明悬挂高度调整机构的立体结构示意图。

图8是本发明悬挂高度调整机构的主视结构示意图。

图9是本发明悬挂高度调整机构的左视结构示意图。

图10是本发明悬挂高度调整机构的右视结构示意图。

图11是本发明动力自适应传递机构的立体结构示意图。

图12是本发明动力自适应传递机构的主视结构示意图。

图13是本发明动力自适应传递机构的左视结构示意图。

图14是本发明动力自适应传递机构的右视结构示意图。

图15是本发明动力自适应传递机构的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案做进一步描述,但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

如图1、2所示,适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人,包括底盘主体1、悬挂避震机构2、悬挂高度整定机构3、电气驱动和控制机构4,悬挂避震机构2、悬挂高度整定机构3、电气驱动和控制机构4均与底盘主体1连接,悬挂避震机构2和悬挂高度整定机构3均设置有两套,两套悬挂避震机构2分别设置于底盘主体1的两侧,每套悬挂避震机构2通过一套悬挂高度整定机构3与电气驱动和控制机构4连接。

底盘主体1是特种机器人的本体,实现对其它组件的连接、支撑和固定功能,如图6所示,底盘主体1包括机架11、壳体12、悬挂过渡板13,壳体12是板状结构,共6面,壳体12设置于机架11上,用于保护机器人内部组件,从而形成密封的中空构造。机架11是方形框架式结构,机架11两侧均连接悬挂过渡板13。悬挂过渡板13是长方形条形板,数量为两套,分别固定于机架11左右两侧。悬挂过渡板13是连接底盘主体1、悬挂避震组件2和悬挂高度整定机构3的中间媒介。

悬挂避震机构2可实现机器人与地面的接触摩擦和避震效果,两套悬挂避震机构2分别设置于底盘主体1两侧的悬挂过渡板13上且处于机架11两侧,如图5所示,每套悬挂避震机构2包括悬挂侧板21、驱动轮22、其它轮系机构23、避震机构24、履带25。悬挂侧板21通过支架与悬挂高度整定机构3连接;悬挂侧板21上设置有驱动轮22、轮系机构23,驱动轮22设置于悬挂侧板21后端,用以驱动履带25旋转,其它轮系机构23设置于悬挂侧板21上,用以拖动履带25或实现承重等功能。避震机构24设置于悬挂侧板21上,通过弹性元件或减震组件实现对悬挂避震机构2与地面减震效果。

悬挂避震机构2的工作机理为:驱动轮22转动时,拖动履带25转动,进而带动其它轮系机构23转动,形成对履带25连续转动,从而带动底盘主体1运动;同时,避震机构24通过自身弹性元件或减震组件的减震消振作用对从地面传到底盘主体1的震动进行减弱甚至消除。

悬挂高度整定机构3实现对悬挂避震机构2的高度自动调整,分为左右对称的两套,且设置于机架11两侧与悬挂过渡板13之间。如图3所示,每套悬挂高度整定机构3包括悬挂高度调整机构31和动力自适应传递机构32。

悬挂高度调整机构31设置在机架11左右两侧,用以实现机架11相对悬挂避震机构2的高度调整功能,如图4、图7-10所示,悬挂高度调整机构31包括转轴310、调整座311、滑杆312、第一连杆313、第二连杆314、第三连杆315、丝杠316、升降电机317、调整块318、升降连杆319。

调整座311设置在机架11内侧,调整座311的一侧竖直方向上设置有槽口,槽口内设有能够上下滑动的滑杆312,滑杆312的下端与升降连杆319的一端连接,升降连杆319呈l形平板结构,升降连杆319的另一端与悬挂过渡板13连接固定。滑杆312的上端连接第三连杆315的一端,槽口的上端与第一连杆313的一端连接,第一连杆313的另一端、第二连杆314的一端、第三连杆315的中部通过转轴310铰接,第一连杆313、第二连杆314和第三连杆315呈交叉连接状,第三连杆315的另一端设置有滑块,滑块下端面设置有升降电机317,第二连杆314的另一端设置有调整块318,调整块318为丝杆螺母,内部有螺纹结构,调整块318与丝杠316配合连接,丝杠316垂直穿过第三连杆315的另一端处设置有滑块与调整块318,丝杠316的下端与升降电机317的输出轴连接。

悬挂高度调整机构31对悬挂避震机构2高度调整的原理或工作方法为:当升降电机317旋转时,带动丝杠316旋转,由于调整块318内部丝杆螺母与丝杠316配合效果,使调整块318相对升降电机317上下移动,此时第二连杆314上下移动,从而带动转轴310斜向上或反向移动,带动第一连杆313、第三连杆315向靠近丝杠316的方向斜向上或反向运动,从而带动滑杆312在调整座311内上下运动,最终实现带动升降连杆319以及与之相连的悬挂避震机构2相对机架11上下高度调整。

动力自适应传递机构32用以保证在悬挂高度整定机构3对悬挂避震机构2高度调整时,提供连续动力输出传递功能,如图11所示,动力自适应传递机构32包括第一换向机构321、传动伸缩机构322、第二换向机构323,第一换向机构321的输入端与电机44连接,第一换向机构321的输出端通过传动伸缩机构322与第二换向机构323的输入端连接,第二换向机构323的输出端与驱动轮22连接。

第一换向机构321主要实现将动力从电气驱动和控制机构4经换向后传递至传动伸缩机构322,如图12-15所示,第一换向机构321包括第一转轴321a、第一伞齿321b、第一支架321c、第二支架321d、第二转轴321e、第二伞齿321f、第三伞齿321g。第一转轴321a设置于第一支架321c中间,第一转轴321a一端连接电机44的输出轴,另一端连接第一伞齿321b,第一伞齿321b、第二伞齿321f、第三伞齿321g相互之间啮合连接,第三伞齿321g设置在第二支架321d上,第一支架321c和第二支架321d均为u性结构,垂直连接,且第一支架321c和第二支架321d之间设有轴承,第二转轴321e穿过轴承从而使第一支架321c和第二支架321d间角度调整,且第二转轴321e一端穿过轴承连接第二伞齿321f,第三伞齿321g连接传动伸缩机构322中的第一套筒322a,第一套筒322a轴心与第一转轴321a轴心夹角为90°。

第一换向机构321的换向和动力传递原理为:动力传递至第一转轴321a后,第一转轴321a通过齿轮啮合作用,将动力传递至第二转轴321e,由于第二转轴321e连接的第二伞齿321f还与第三伞齿321g啮合,动力传递至第三伞齿321g以及与之连接的第一套筒322a上,此时第一套筒322a轴心与第一转轴321a轴心夹角为90°。

传动伸缩机构322实现将动力从第一换向机构321传递至第二换向机构323,并且在动力传递过程中,通过自身伸缩机构实现动力传递长度变化。如图13所示,传动伸缩机构322包括第一套筒322a、第三转轴322b、第二套筒322c,第一套筒322a和第二套筒322c均为转轴结构,第一套筒322a的一端与第一换向机构321的第三伞齿321g连接,第一套筒322a的另一端通过第三转轴322b与第二套筒322c的一端连接,第二套筒322c的另一端与第二换向机构323的第四伞齿323a连接。第一套筒322a和第二套筒322c均为中空结构,第三转轴322b的两端分别设有弹簧结构,第三转轴322b的两端分别插接于第一套筒322a和第二套筒322c的中空结构内,通过弹簧结构的弹力作用第三转轴322b在第一套筒322a和第二套筒322c之间悬浮。第三转轴322b的两端以及第一套筒322a和第二套筒322c中空结构的截面形状一致,均为除圆形外的多边形,优选为方形。

第三转轴322b的两端与第一套筒322a和第二套筒322c中空结构之间有空隙,即第三转轴322b的截面形状略小于第一套筒322a、第二套筒322c中空结构的截面形状,效果为第一套筒322a旋转时,可带动第三转轴322b转动,进而带动第二套筒322c转动;且第一套筒322a和第二套筒322c之间的距离变化时,第三转轴322b在第一套筒322a和第二套筒322c间由于弹簧作用实现在第一套筒322a和第二套筒322c间浮动并进行动力传递。

为了保证第三转轴322b在第一套筒322a和第二套筒322c内插入距离相同,第三转轴322b由于重力的作用,故与第二套筒322c连接的第三转轴322b端部的弹簧结构的弹力应稍大于与第一套筒322a连接的第三转轴322b端部的弹簧结构的弹力。

为了保证第三转轴322b不会脱离第一套筒322a、第二套筒322c,故第一套筒322a、第二套筒322c之间距离增大时不应超过第三转轴322b的长度,当然当第一套筒322a、第二套筒322c之间距离减小时,也应遵循压缩距离不小于第三转轴322b的长度。

第二换向机构323的结构组成与功能与第一换向机构321一致,如图12、13所示,第二换向机构323包括第四伞齿323a、第三支架323b、第五伞齿323c、第四转轴323d、第四支架323e、第六伞齿323f、第五转轴323g。第四伞齿323a与第二套筒322c连接,第四伞齿323a、第五伞齿323c和第六伞齿323f之间相互啮合连接,第四伞齿323a设置在第三支架323b上,第六伞齿323f设置在第四支架323e上,第三支架323b与第四支架323e对向垂直设置,第五伞齿323c设置在穿过第三支架323b与第四支架323e之间的第四转轴323d上,第五伞齿323c与第五转轴323g的一端连接,第五转轴323g的另一端与驱动轮22连接,且第五转轴323g的轴心与第二套筒322c的轴心夹角为90°。

动力自适应传递机构32实现整体换向机理和动力传动功能如下:

由于第一转轴321a连接电机44的输出轴,其动力需要传递至驱动轮22所在的第五转轴323g,且由于驱动轮22会随悬挂高度整定机构3对悬挂避震机构2高度调整的作用而相对第一转轴321a间垂向距离发生变化,故动力自适应传递机构32实现的功能有两个:

(1)动力换向功能

当第一转轴321a与第五转轴323g不在同一直线时,由于第一伞齿321b、第二伞齿321f、第三伞齿321g相互啮合作用,配合第一支架321c和第二支架321d使得从第一转轴321a输入的动力换向,最终第一转轴321a的轴心与第三伞齿321g的轴心夹角为90°,实现一次换向。动力从第三伞齿321g经第一套筒322a、第三转轴322b、第二套筒322c传递轴到达第四伞齿323a,经过第二换向机构323中第四伞齿323a、第五伞齿323c和第六伞齿323f的啮合作用,实现第二次动力换向,即:第四伞齿323a的轴心与第六伞齿323f轴线的夹角为90°,从而使得第一转轴321a与第五转轴323g的轴心夹角变为0°,相互平行但不重合。第一转轴321a与第五转轴323g之间的垂向距离即为传动伸缩机构322的长度。

(2)动力传输延长功能

当悬挂避震机构2相对底盘主体1上下高度调整时,此时与电机44的转轴相连的第一转轴321a相对于驱动轮22上的第五转轴323g垂向距离发生高度调整,从而使第一套筒322a与第二套筒322c之间的间距发生被动延长或压缩。由于传动伸缩机构322的作用,第三转轴322b两端的弹簧在第一套筒322a、第二套筒322c内支撑作用使第三转轴322b始终不脱离第一套筒322a、第二套筒322c,从而使第一套筒322a与第二套筒322c之间的动力传递持续不断。

电气驱动和控制机构4为机器人参数采集、信息融合、动力驱动和控制决策机构,如图3、图6所示,电气驱动和控制机构4包括控制机构41、姿态感知机构42、电机驱动机构43、电机44、电池45、障碍物感知机构46。控制机构41、姿态感知机构42、电机驱动机构43、电机44、电池45均设置于机架11内部,控制机构41连接姿态感知机构42、电机驱动机构43、障碍物感知机构46以及悬挂高度整定机构3中的升降电机317,姿态感知机构42可实时感知底盘主体1的左右姿态倾斜程度并将该参数反馈至控制机构41。电机驱动机构43连接电机44实现动力驱动,电机44设置在机架11内部后方,电机44数量为两套,对称布置,两套电机44的输出轴各自连接悬挂高度整定机构3中两套第一换向机构321中的第一转轴321a。电池45与机器人内部的各耗电元件连接,为机器人内部耗电元件供电。障碍物感知机构46为测距传感器或激光雷达,障碍物感知机构46安装在机架11前方的壳体1上,用以探测前方障碍物高度并将信息传输至控制机构41。

电气驱动和控制机构4的工作原理为:控制机构41通过控制电机驱动机构43驱动左右两套电机44分别转动,从而实现对底盘主体1的运动驱动。在运动驱动过程中,控制机构41通过控制姿态感知机构42感知底盘主体1的左右倾斜角度,判断行进地面的凹凸路况,从而实时控制左右两侧的悬挂高度整定机构3对悬挂避震机构2相对底盘主体1的高度调整,保证底盘主体1的水平运动。同时控制机构41通过控制障碍物感知机构46对车体前方障碍物的高度检测,从而实时调整底盘主体1相对悬挂避震机构2的高度,提高运动稳定性和越障性能。

一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人的作业方法,包括特种机器人经过平坦路况的路面运动作业方法以及特种机器人经过“_ˉ”型或“ˉ_”型左右高度差异的路面运动作业方法。

1、特种机器人经过平坦路况的路面时,由于左右两侧悬挂避震机构2受到地面反馈参数一致,从而使底盘主体1相对保持水平,从而使底盘主体1左右两侧的悬挂避震机构2等高度运动,运动作业方法包括以下步骤:

(1)控制机构41控制悬挂高度整定机构3中的升降电机317保持自持力不动作,此时底盘主体1两侧的悬挂避震机构2相对底盘主体1处于同一高度水平;

(2)控制机构41控制电气驱动和控制机构4中的电机驱动机构43驱动两套电机44分别转动,动力经电机44输出轴传递到第一换向机构321中的第一转轴321a,继续通过第一伞齿321b、第二伞齿321f、第三伞齿321g、第一套筒322a、第三转轴322b、第二套筒322c、第四伞齿323a、第五伞齿323c、第六伞齿323f传递到第五转轴323g,动力由第一换向机构321经传动伸缩机构322传递到第二换向机构323,从而驱动悬挂避震机构2中的驱动轮22运动;

(3)驱动轮22转动后,拖动履带25转动,进而带动其它轮系机构23旋转,形成对履带25连续转动,从而带动底盘主体1运动。

进一步的,控制机构41通过改变上述运动过程中左右两套电机44的转向和方向,从而完成底盘主体1的直线前进、直线后退、转弯或原地转圈等运动。

2、悬挂高度自适应特种机器人在“_ˉ”左低右高型或“ˉ_”左高右低型等左右高度差的路面运动时,由于左右两侧悬挂避震机构2受到地面反馈参数不一致,从而使底盘主体1偏离水平,发生倾斜,控制机构41通过姿态感知机构42采集的参数分析后控制悬挂高度整定机构3发生动作,从而使底盘主体1左右两侧的悬挂避震机构2变高度运动,特种机器人经过“_ˉ”左低右高型或“ˉ_”左高右低型左右高度差异的路面运动作业方法包括以下步骤:

(1)特种机器人经过“_ˉ”左低右高型路面时,左侧的悬挂避震机构2会下陷接触地面,而右侧的悬挂避震机构2则会保持一个相对较高的高度,底盘主体1发生向左偏转,具体作业步骤如下:

1)控制机构41通过姿态感知机构42采集到底盘主体1已经开始发生轻微向左倾斜时,控制机构41开始控制悬挂高度整定机构3中左侧的升降电机317转动;

2)左侧的升降电机317转动时,带动丝杠316旋转,经过联动作用,滑杆312在调整座311内向下运动,带动升降连杆319以及与之相连的左侧的悬挂避震机构2相对机架11向下进行高度调整;

3)此时,左侧的悬挂避震机构2及其内部的悬挂侧板21、驱动轮22、其它轮系机构23、避震机构24和外部的履带25高度整体增加,从而反向补偿向左倾斜的底盘主体1;

4)在悬挂高度调整过程中,控制机构41还实时控制两侧的电机44转动,动力经第一换向机构321、传动伸缩机构322和第二换向机构323驱动悬挂避震机构2中的驱动轮22运动;其中传动伸缩机构322保证悬挂高度整定机构3在进行悬挂高度调整时的动力换向、传动延长以保证动力持续输出;

5)进一步的,当上述调整过程不足以反向补偿底盘主体1向左倾斜的趋势或速度时,控制机构41控制悬挂高度整定机构3中右侧的升降电机317转动,经过上述步骤1)-步骤4)的过程后,右侧的悬挂避震机构2及其内部的悬挂侧板21、驱动轮22、其它轮系机构23、避震机构24和外部的履带25高度整体减小,从而反向补偿向左倾斜的底盘主体1,完成上述的悬挂高度补偿后,底盘主体1可在“_ˉ”型路面保持相对水平运动。

在上述悬挂高度调整过程中,控制机构41通过控制障碍物感知机构46对车体前方障碍物的高度检测,当上述悬挂高度调整完毕、底盘主体1相对水平时、且当前的底盘主体1仍无法穿越障碍物时,此时控制机构41同时控制左右两侧的悬挂高度整定机构3实现对左右两侧的悬挂避震机构2降低高度从而提升底盘主体1以越过障碍物。当左右两侧的悬挂避震机构2降低高度到最低点、底盘主体1高度处于最高点后仍无法越过障碍物的,控制机构41控制电机44停止工作并给出报警信号。

(2)特种机器人经过“ˉ_”左高右低型路面时,右侧的悬挂避震机构2会下陷接触地面,而左侧的悬挂避震机构2则会保持一个相对较高的高度,底盘主体1发生向右偏转,具体作业步骤与上述步骤(1)的作业步骤相反。

(3)特种机器人经过其它左右高度差异路面时,过程与(1)或(2)相似,机理相同,底盘主体1运动过程中,由于经过左右高度差的路面会使底盘主体1发生水平偏转,该偏转动作会通过姿态感知机构42感知到并上传至控制机构41分析并决策控制左右两侧的悬挂高度整定机构3,从而对刚刚开始偏转的底盘主体1左右高度独立补偿,保证底盘主体1运动的水平性和平稳性,同时还可配合障碍物感知机构46完成左右两侧悬挂避震机构2同时高度补偿,完成越障,提高底盘爬坡越障性能。

本发明不局限于上述实施方式,任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

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