一种机器人控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种机器人控制系统，机器人控制系统具有机身，机身含有头部、颈部、主体部、底盘部及轮胎部，头部与颈部枢接、颈部与主体部枢接，主体部设置于底盘部上以及轮胎部设置于底盘部下方用以转动让机器移动，包含：颈部操作装置，用以控制机器人的头部在颈部上转动；第一升降调整装置，利用颈部操作装置控制第一升降调整装置调整机器人的头部的高度以及机器人前后伸展的重心位置；第二升降调整位置，利用颈部操作装置控制第二升降调整装置调整机器人的主体部的高度，并配合第一升降调整装置可同步或是非同步地调整机器人的机身高度。稳定装置，利用颈部操作装置控制稳定装置以稳定机身在机器人运动时的保持水平状态；以及主动悬挂装置，利用颈部操作装置控制主动悬挂装置以使得每一悬挂于底盘部的轮子的高度可以适应地面变化。

A robot control system

The invention provides a robot control system, robot control system with the fuselage fuselage, with head and neck, body, chassis and tyres, head and neck, neck and body is pivoted with the pivoting body part is arranged on the chassis part and the tire is arranged on the bottom plate of the lower part for rotating machine mobile, including: the neck operation device is used to control the robot head rotation in the neck; the first lifting adjusting device, the neck controls the first lifting adjusting device to adjust the height of the head of the robot and the robot before and after stretching the location of the center of gravity; second lifting position adjustment, the main use of neck operation control device second lifting adjusting device adjustment the robot height, and with the first lifting adjustment device can be synchronous or asynchronous to adjust the robot body height . Stabilizing device, using the neck operation device stability control device to stabilize the body in motion to maintain the level of state; and the active suspension, the neck operation device control active suspension device to make each department of chassis suspension height on wheels can adapt to changes in the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人控制系统
本专利技术为提供一种机器人控制系统，尤其是可在各种条件运行时具有稳定的机身，且在三个轴向转动时，机器人控制系统的头部能够有角度稳定性的机器人控制系统。
技术介绍
安防监控用机器人控制系统在工业、农业、反恐、防爆、空间探测等各个领域，有着非常广阔的应用。传统上的安防监控用机器人控制系统的硬件云台包括了三轮底盘及四轮底盘。三轮底盘及四轮底盘包括不同的传动系统，可使用两主动轮驱动、三主动或是四主动轮驱动系统。底盘部分可配合使用全向轮(Omniwheel)或是麦克纳姆轮(Mecanumwheel)搭配而实现万向移动的功能。麦克纳姆轮是一种可以实现前行、斜行、横移及旋转或是其组合等运动方式，可全方位移动的轮子，该轮的特点是以传统车轮的基础上，在轮缘上再沿与轴线成45°方向安装若干可以自由旋转的小滚筒，于车轮滚动时，小滚轴就会产生测向运动而形成不同方向的组合力。通过麦克纳姆轮将力组合使用和控制，可以使车体产生任意方向移动和转动。但此轮仅能适用在卡车或是大型车辆上，且此轮行走速度较慢，故用于机器人控制系统上会有移动困难的问题。中国专利技术专利第CN104714550A号揭示一种用于防控之机器人控制系统。其使用麦克纳姆轮构成之四轮底盘，加上可移动的颈部装置及顶部摄像头构成可在定点范围内进行电力设备的巡检各种物理量的防控机器人控制系统。但是此装置移动时需要配合磁道进行，仅能单向行走，且顶部摄像头仅能进行小角度移动，故增加在拍摄时的困难度，且需增加防控之机器人控制系统操作云台的数量，相对不便。另外，美国公告专利第US8644991B2号揭示一种用于军事安防之机器人控制系统。其不需要安装磁道机身即可移动，并具有爬楼梯(爬坡)功能，另配合有顶部之摄像头及颈部的折迭伸缩功能，可在机体行进间调整整个机身的质心并调整摄像高度及位置，让移动时机身保持稳定不翻倒。且使用六轮传动增强移动型及地形适应性。但是此专利技术具有以下缺点：1.爬坡能力低于40度，爬坡能力较差。2.虽然配具六轮，但是轮子的移动受限于履带及底盘的控制，故旋转能力较无履带限制的一般六轮传动车差。3.仅能进行折迭式伸缩摄像头，但折迭式伸缩器使用时占据体积，且遇到障碍物时伸展困难，且伸缩器较为笨重，收藏不易。综上所述，现有机器人控制系统的平台在设计上主要存在行动能力问题，比如爬坡能力差，越障能力差，无法高速行走等。除了底盘因素外，质心过高无法在倾斜等状态下运作亦为机器人控制系统行动缓慢的原因。若无法保持机器人控制系统的机身稳定，则需保证机器人控制系统工作顺畅。比如获取影像是现在大部分机器人控制系统的主要任务之一，而现有机器人控制系统在减震和通过性以及因为结构造成的身体不够平稳的缺陷使得其无法持续稳定获取图像。
技术实现思路
本专利技术提供一种机器人控制系统，机器人控制系统具有机身，机身含有头部、颈部、主体部、底盘部及轮胎部，头部与颈部枢接、颈部与主体部枢接，主体部设置于底盘部上以及轮胎部设置于底盘部下方用以转动让机器人移动，包含：颈部操作装置，用以接收讯息，对所接受的讯息进行处理，并发送指令以控制机器人各部分的运动。利用颈部操作装置可以控制头部在颈部上转动；第一升降调整装置，利用颈部操作装置控制第一升降调整装置调整机器人的头部的高度以及机器人前后伸展的重心位置；第二升降调整位置，利用颈部操作装置控制第二升降调整装置调整机器人的主体部的高度，并配合第一升降调整装置可同步或是非同步地调整机器人的机身高度。稳定装置，利用颈部操作装置控制稳定装置以稳定机身在机器人运动时的保持水平状态；以及主动悬挂装置，利用颈部操作装置控制主动悬挂装置以使得每一悬挂于底盘部的轮子的高度可以适应地面变化。优选的，机器人控制系统还包括视觉装置，为了使得所述视觉装置获得平稳的工况条件，将所述视觉装置设置于所述头部。当所述视觉装置设置于头部时，所述视觉装置可以感知机器人头部之姿态角度及姿态角速度，并将所感知的讯息传送至颈部操作装置，颈部操作装置根据所接收的讯息产生颈部控制讯号以控制颈部的运动方向。以进一步增强头部的平稳性。优选的，机器人控制系统的底盘部更包含感知装置，用以侦测机器人在运行时底盘部遇到的障碍物。优选的，底盘部用于平面移动及阶梯上下移动。优选的，底盘部进行爬升动作时系包括利用颈部操作装置调整每一轮胎部与主动悬挂装置的相对位置及同步或异步地调整颈部的高度。优选的，机器人控制系统还包括底盘部运动时，可分为360度直行模式和转弯模式。优选的，转弯模式下，每一轮胎部的转弯角度是根据机身宽度、轮胎部的行走速度及两两轮胎部之间的距离运算而得。优选的，轮胎部的数量为6个。本专利技术的有益效果为：此机器人控制系统保证了机身的稳定性，可以获得最灵活的运动性能，不但可以像一般车辆行驶，还可以原地旋转及全向行走，在行走间转向也有最小的转弯半径，不占空间；使得机器人具有优秀的爬坡、越障及爬楼能力，可以越过近45度的陡坡；随时变换机器人的机身高度，可伸缩的颈部可改变质心高度又能保证工作能力的高度，灵活的颈部像云台一样保证颈部在三个轴向上的角度稳定性并减缓行驶中地面不平稳造成机身的震动，保证在爬坡、越障及爬楼过程中机器人头部保持稳定，可以为设置于头部的视觉装置等功能性部件提供更加稳定的工况条件。附图说明图1是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统各部件的架构图；图2是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的头部运作流程的简易流程图；图3是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的底盘部的架构图；图4是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的颈部折迭及升降时的示意图；图5是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的底盘部架构示意图；图6是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的底盘部做动的示意图；图7是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的底盘部爬坡时或爬阶梯时的示意图；图8是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统调整整体机身高度的参考图；图9是根据本专利技术所揭露的技术，显示机器人控制系统行进时在不同状况，机器人控制系统运动的上视图；图10是根据本专利技术所揭露的技术，表示整体机器人控制系统在转弯时的示意图；图11是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统的运作方式流程图；图12是根据本专利技术所揭露的技术，表示机器人控制系统在机器人运动时，各个部件连接关系示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术特征及优点，能更为相关
人员所了解，并得以实施本专利技术，在此配合所附的图式、具体阐明本专利技术的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本专利技术特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的
技术实现思路
，亦不再加以陈述。请参照图1，图1为机器人控制系统各部件的架构图。包括头部1、颈部2、主体部3及底盘部4。头部1，包括视觉装置11(图未显示)及颈部操作装置12(图未显示)，其中视觉装置11可以接收可见光或不可见光并将其转换为电讯号，视觉装置11可以是感光耦合组件(CCD)或是光二极管所构成的感光数组，因为要仿照生物的视觉功能，故视觉装置11包含感光数组的数量为2组或多组。感光数组具有类似人眼瞳孔的功能，例如根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人控制系统，所述机器人控制系统具有机身，机身含有头部、颈部、主体部、底盘部及轮胎部，所述头部与所述颈部枢接、所述颈部与所述主体部枢接，所述主体部设置于所述底盘部上，以及所述轮胎部设置于所述底盘部下方用以转动，让所述机身移动，其特征在于，包含：颈部操作装置，用以控制所述机器人的所述头部在所述颈部上转动；第一升降调整装置，调整所述机器人的所述头部的高度以及所述机器人前后伸展的重心位置；第二升降调整装置，调整所述机器人的所述主体部的高度，并配合所述第一升降调整装置可同步或是非同步地调整所述机器人的所述机身高度；稳定装置，用以稳定所述机身在所述机器人运动时的保持水平状态；主动悬挂装置，以使得每一悬挂于所述底盘部的所述的轮胎部的高度可以适应地面变化。

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制系统，所述机器人控制系统具有机身，机身含有头部、颈部、主体部、底盘部及轮胎部，所述头部与所述颈部枢接、所述颈部与所述主体部枢接，所述主体部设置于所述底盘部上，以及所述轮胎部设置于所述底盘部下方用以转动，让所述机身移动，其特征在于，包含：颈部操作装置，用以控制所述机器人的所述头部在所述颈部上转动；第一升降调整装置，调整所述机器人的所述头部的高度以及所述机器人前后伸展的重心位置；第二升降调整装置，调整所述机器人的所述主体部的高度，并配合所述第一升降调整装置可同步或是非同步地调整所述机器人的所述机身高度；稳定装置，用以稳定所述机身在所述机器人运动时的保持水平状态；主动悬挂装置，以使得每一悬挂于所述底盘部的所述的轮胎部的高度可以适应地面变化。2.如权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，还包括视觉装置设置于所述头部，并且通过颈部操作装置发送指令以控制机器人各部分的运动。3.如权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述视...

【专利技术属性】
技术研发人员：高源，
申请(专利权)人：大陆智源科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11