本实用新型专利技术公开了一种轮式移动机器人平台,该平台包括机体、支撑架、车轮和控制系统,其特征在于所述机体通过螺栓与其下方的支撑架刚性连接;所述支撑架的数量至少为3个,均匀安装在机体的下表面,支撑架包括支撑架基座、移动单元和直线运动单元,所述支撑架基座上端与机体下表面相连,支撑架基座为空心柱体,移动单元和直线运动单元均位于支撑架基座内部,支撑架基座、移动单元和直线运动单元三者的轴线相互平行,且与机体的平面垂直,所述移动单元为与支撑架基座相配合的滑动部件,支撑架基座与移动单元构成移动副,移动副依靠直线运动单元驱动,移动单元下端与对称布置于移动单元下方的车轮相连;所述车轮为电机驱动车轮。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种轮式移动机器人平台,该平台包括机体、支撑架、车轮和控制系统,其特征在于所述机体通过螺栓与其下方的支撑架刚性连接;所述支撑架的数量至少为3个,均匀安装在机体的下表面,支撑架包括支撑架基座、移动单元和直线运动单元,所述支撑架基座上端与机体下表面相连,支撑架基座为空心柱体,移动单元和直线运动单元均位于支撑架基座内部,支撑架基座、移动单元和直线运动单元三者的轴线相互平行,且与机体的平面垂直,所述移动单元为与支撑架基座相配合的滑动部件,支撑架基座与移动单元构成移动副,移动副依靠直线运动单元驱动,移动单元下端与对称布置于移动单元下方的车轮相连;所述车轮为电机驱动车轮。【专利说明】一种轮式移动机器人平台
本技术涉及机器人技术,具体为一种轮式移动机器人平台。
技术介绍
机器人技术的迅猛发展大大推动了机器人在各个领域的应用,尤其是在一些特殊环境下,机器人已经成为不可或缺的设备。移动机器人平台作为移动机器人最基本单元,用于搭载控制系统、检测系统和机械手等部件抵达作业现场执行具体的作业任务,其性能优劣直接影响着机器人的整体性能。 轮式移动机器人平台具有高速高效的优点,但因其地形适应性较差,应用受到了一定的局限。为了提高移动平台在复杂地形上的通过性能,目前已开发了多种轮履、腿履、轮腿复合式移动平台。例如,《新型探测车复合式移动系统结构设计及运动分析》(尚伟燕等,机械科学与技术,第28卷第7期2009年7月)、《轮履复合式军用地面探测车运动学建模及分析》(尚伟燕等,航空动力学报,第24卷第10期2009年10月)所涉及的轮履复合式移动平台;《腿履复合机器人自主越障分析与动作规划》(王伟东等,哈尔滨工业大学学报,第41卷第5期2009年5月)采用的腿履复合式移动平台;《翻滚型轮腿式移动机器人》(刘方湖等,上海交通大学学报,第32卷第5期2001年10月)、专利文献“一种轮腿复合式移动机器人平台(CN 202098476U)”所涉及的轮腿复合式移动平台。 尽管现今已开发出多种性能相对优越的机器人移动平台,但仍存在两个关键问题亟待解决。其一,现有的具有高通过性能的移动平台(如复合式移动平台)结构复杂、控制繁琐、效率低下。其二,现有的移动平台在通过复杂地形(如阶梯路面)时很难保证机体平台始终保持水平。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本技术要解决的技术问题是:提供一种轮式移动机器人平台。该平台具有高通过性能且在行进过程中机体可基本保持水平,能满足野外复杂环境下工作的多种需求,可实现爬坡、越障、在非平整地形上平稳前进等功能。在实现所述功能要求的前提下,本技术具有结构简单、控制方便、耗能较低等特点。 本技术解决所述技术问题所采用的技术方案是:设计一种轮式移动机器人平台,该平台包括机体、支撑架、车轮和控制系统,其特征在于所述机体通过螺栓与其下方的支撑架刚性连接; 所述支撑架的数量至少为3个,均匀安装在机体的下表面,支撑架包括支撑架基座、移动单元和直线运动单元,所述支撑架基座上端与机体下表面相连,支撑架基座为空心柱体,移动单元和直线运动单元均位于支撑架基座内部,支撑架基座、移动单元和直线运动单元三者的轴线相互平行,且与机体的平面垂直,所述移动单元为与支撑架基座相配合的滑动部件,支撑架基座与移动单元构成移动副,移动副依靠直线运动单元驱动,移动单元下端与对称布置于移动单元下方的车轮相连;所述车轮为电机驱动车轮。 与现有技术相比,本技术采用直线运动单元驱动移动副运动,可根据地形动态调整车轮距地面的高度,克服了轮式移动机器人平台地形适应性差的缺点,具有较强的通过性能,能满足野外复杂环境下工作的多种需求,可实现爬坡、越障、在非平整地形下平稳前进等;采用多个支撑架,使每组车轮可独立调整车轮距机体的高度,进而使机体平台在通过复杂地形(如阶梯路面)时可基本保持水平。本技术采用轮式驱动方式,具有结构简单,控制方便,耗能较低,可靠性高,实用性强等优点。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术轮式移动机器人平台一种实施例的总体主视结构示意图; 图2为本技术轮式移动机器人平台一种实施例的总体左视结构示意图; 图3为本技术轮式移动机器人平台一种实施例的越障状态示意图; 图中,1.机体、2.支撑架、3.车轮、21.支撑架基座、22.移动单元、23.直线运动单 J Li ο 【具体实施方式】 下面结合实施例及其附图详细叙述本技术。实施例是以本技术所述技术方案为前提进行的具体实施,给出了详细的实施方式和过程。但本技术申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。 本技术设计的轮式移动机器人平台(以下简称平台,参见图1-3)包括机体1、支撑架2、车轮3和控制系统,其中,机体I通过螺栓与其下方的支撑架2实现刚性连接; 所述支撑架2的数量至少为3个,均匀安装在机体I的下表面,支撑架2包括支撑架基座21、移动单元22和直线运动单元23,所述支撑架基座21上端与机体I下表面相连,支撑架基座21为空心柱体,移动单元22和直线运动单元23均位于支撑架基座21内部,支撑架基座21、移动单元22和直线运动单元23三者的轴线平行且与机体I的平面垂直,所述移动单元22为与支撑架基座21相配合的滑动部件,支撑架基座21与移动单元22构成移动副,移动副依靠直线运动单元23驱动,移动单元22下端与对称布置于移动单元22下方的车轮3相连,所述车轮3为电机驱动车轮。 本技术的进一步特征在于所述支撑架的数量3-8个,且均匀安装在机体的下表面。 本技术轮式移动机器人平台的工作原理和过程是:当平台在平坦地形上行走时,调整各支撑架2,使机体I与地面平行。平台通过安装在其下方的车轮3实现前进、后退和差速转弯。当平台在非平整地形上行走时,在控制系统的控制下,实时调整各支撑架2,在保证平台稳定性的前提下使车轮3在遇到障碍时及时抬起,障碍过后及时落下(参见图3),以达到机体I以水平姿态高效通过崎岖地形的目的。 本技术中支撑架2的数量与平台的大小有关,通过支撑架2调整车轮3距机体I的高度,实现复杂非结构环境中平台的高效行走;车轮3为主动运动的机构,如电机驱动车轮,每两个车轮为一组,固定于移动单元22的下端,车轮3依靠其内置的电机驱动,可拖动平台移动。本技术中通过控制系统实时调整各支撑架2,从而保证机体I始终处于水平,其中控制系统适用于现有技术。本技术中的直线运动单元23可采用滚珠丝杠、皮带传动、皮带驱动、气动等形式,且直线运动单元23的类型适用于现有技术。 需要补充说明的是,本技术所述的“前、后;左、右;上、下”等方位词是为了描述清楚,只具有相对意义。一般情况下,以平台向前行进的方向为前,并作为其他方位词的基准。 实施例1 本实施例中支撑架2的数量为3个,直线运动单元23采用滚珠丝杠型直线运动单元,支撑架基座21为空心圆柱体,内部为空腔,直线运动单元23安装在支撑架基座21的空腔内,移动单元22为与支撑架基座21相配合的滑动部件,支撑架基座21与移动单元22构成移动副,支撑架基座21、移动单元22和直线运动单元23三者的轴线平行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轮式移动机器人平台,该平台包括机体、支撑架、车轮和控制系统,其特征在于所述机体通过螺栓与其下方的支撑架刚性连接;所述支撑架的数量至少为3个,均匀安装在机体的下表面,支撑架包括支撑架基座、移动单元和直线运动单元,所述支撑架基座上端与机体下表面相连,支撑架基座为空心柱体,移动单元和直线运动单元均位于支撑架基座内部,支撑架基座、移动单元和直线运动单元三者的轴线相互平行,且与机体的平面垂直,所述移动单元为与支撑架基座相配合的滑动部件,支撑架基座与移动单元构成移动副,移动副依靠直线运动单元驱动,移动单元下端与对称布置于移动单元下方的车轮相连;所述车轮为电机驱动车轮。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张小俊,李满宏,张建华,孙凌宇,张明路,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:新型
国别省市:天津;12
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