机器人平衡装置及包含其的机器人制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及机器人技术领域，公开了一种机器人平衡装置及包含其的机器人。该机器人平衡装置，包括：姿态传感器，用于实时检测机器人的姿态信息；与姿态传感器通信连接的控制单元，用于根据姿态信息生成重心补偿指令；与控制单元连接的重心调节机构，用于根据重心补偿指令对机器人进行重心补偿。本实用新型专利技术实施方式通过动态调节机器人重心，可在无需大幅增加机器人底盘重量以及尺寸的前提下，使得机器人具有更佳的灵活性以及稳定性。

Robot balancing device and robot containing it

【技术实现步骤摘要】
机器人平衡装置及包含其的机器人
本技术涉及机器人
，特别涉及一种机器人平衡装置及包含其的机器人。
技术介绍
目前机器人已经广泛应用于一些生活、工作等的场合中，常见的安防机器人，迎宾机器人等大多是轮式机器人，其通过底部车轮进行运动。这种机器人由于重心较高稳定性较差，在急停、转弯、上坡、下坡、过障碍物等状况下容易发生倾倒、摔倒，可能造成机器人损坏、产生安全风险等。目前业内主要通过加重机器人的底盘或者加大机器人底盘尺寸等方式提高机器人稳定性。专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：(一)、单纯增加底盘重量和底盘尺寸，对机器人的稳定性改善效果有限；(二)、增加底盘重量会大幅增加机器人的重量，降低机器人运动的灵活性；(三)、增加底盘重量使得耗电量增加，降低电池续航时间，减小机器人工作时间；(四)、增大底盘尺寸使得机器人要求较大的活动空间，降低机器人灵活度，且不必要地限制机器人的适用场景。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种机器人平衡装置及包含其的机器人，通过动态调节机器人重心，可在无需大幅增加机器人底盘重量以及尺寸的前提下，使得机器人具有更佳的灵活性以及稳定性。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种机器人平衡装置，包括：姿态传感器，用于实时检测机器人的姿态信息；与所述姿态传感器通信连接的控制单元，用于根据所述姿态信息生成重心补偿指令；与所述控制单元连接的重心调节机构，用于根据所述重心补偿指令对所述机器人进行重心补偿。本技术的实施方式还提供了一种机器人，包括：壳体以及如前所述的机器人平衡装置，所述机器人平衡装置设置于所述壳体内。本技术实施方式相对于现有技术而言，由于机器人平衡装置包括姿态传感器、控制单元以及重心调节机构，其中，姿态传感器用于实时检测机器人的姿态信息，控制单元用于根据姿态信息生成重心补偿指令，重心调节机构用于根据重心补偿指令对机器人进行重心补偿。因此，本实施方式可根据机器人的运动姿态对机器人的重心进行动态补偿，使得机器人在各种工况中保持平衡，防止机器人倾倒或者摔倒；并且，本实施方式可避免大幅加大机器人重量或者机器人尺寸，从而使得机器人具有更佳的灵活性、适用性以及更长的工作时间。作为一个实施例，所述重心调节机构包括：支架、两个电机、两根拉绳以及配重块；所述支架设置于所述机器人的壳体上；所述两个电机均设置于所述支架上；所述两个电机分别通过所述拉绳与所述配重块连接，所述电机还连接于所述控制单元，并用于根据所述重心补偿指令调节所述拉绳的收放长度以改变所述配重块在所述机器人内部的位置来进行所述重心补偿。该种重心调节机构不仅能满足重心动态补偿需求，而且结构简单、易于实现。作为一个实施例，所述重心调节机构还包括挂杆；所述配重块通过所述挂杆挂接于所述壳体上。从而可以在机器人平衡状态下保持配重块位置，防止配置块摆动。作为一个实施例，所述重心调节机构还包括两个电机座，所述两个电机座与所述支架为一体成型结构；所述两个电机分别安装于所述两个电机座。作为一个实施例，所述两个电机座之间的距离为所述支架上任意两点之间的最大距离。从而可为配重块提供更大的活动空间，提高重心补偿能力。作为一个实施例，所述配重块为球形。从而便于机器人内部的空间设计。作为一个实施例，所述姿态传感器为以下任意一者：陀螺仪、角速度传感器或者加速度传感器。作为一个实施例，所述姿态传感器以及所述控制单元均设置于所述机器人的主板。附图说明图1是根据本技术第一实施方式的机器人平衡装置的结构示意图；图2是根据本技术第二实施方式的机器人平衡装置的结构示意图；图3是本技术实施方式的机器人的重心平衡状态示意图；图4是图3所示的机器人前倾时的重心平衡状态示意图；图5是图3所示的机器人后倾时的重心平衡状态示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本技术的第一实施方式涉及一种机器人平衡装置，适用于由于重心较高而易于倾倒的机器人，包括但不限于轮式机器人。如图1所示，本实施方式的机器人平衡装置包括：姿态传感器10，用于实时检测机器人的姿态信息；与姿态传感器10通信连接的控制单元20，用于根据姿态信息生成重心补偿指令；以及，与控制单元20连接的重心调节机构30，用于根据重心补偿指令对机器人进行重心补偿。因此，本实施方式可根据机器人的运动姿态对机器人的重心进行动态补偿，使得机器人在各种工况中保持平衡，防止机器人倾倒或者摔倒。具体而言，姿态传感器10可以采用陀螺仪、角速度传感器或者加速度传感器等。控制单元20可以为独立的处理单元。重心调节机构30可以包括：配重块以及用于改变配重块在机器人中的位置的配重块驱动机构。在实际应用中，姿态传感器10以及控制单元20均可集成在机器人的主板上。其中，控制单元20可以通过线缆与重心调节机构30连接。姿态传感器10实时检测机器人的姿态信息，控制单元20根据机器人的实时姿态信息计算出机器人实时重心位置，并根据机器人实时重心位置得出机器人重心变化趋势，从而根据机器人重心变化趋势生成重心补偿指令，并将重心补偿指令传输至重心调节机构30，配重块驱动机构根据重心补偿指令驱动配重块运动以改变配重块在机器人中的位置，进而动态调节机器人的重心，使得机器人的重心保持平衡。其中，姿态传感器10采集机器人的姿态信息以及控制单元20根据姿态信息生成重心补偿指令的方式可以采用已知知识或技术实现，此处不再赘述。本实施方式与现有技术相比，摈弃了现有的增加机器人底盘重量或者增大机器人底盘尺寸以提高机器人稳定性的方案，通过姿态传感器实时检测机器人的姿态信息，并通过控制单元根据机器人的实时姿态信息生成重心补偿指令，然后控制重心调节机构对机器人重心进行动态补偿，从而可使机器人具有更佳的稳定性，并且相比增大机器人底盘重量以及增大机器人底盘尺寸而言，重心调节机构的重量可以更小、且空间占用可以更小，从而可以提高机器人灵活性、适用性以及机器人的工作时间，提高机器人的实用价值。本技术的第二实施方式涉及一种机器人平衡装置。第二实施方式在第一实施方式的基础上进一步提供了一种重心调节机构的实现方式，不仅能满足重心动态补偿要求，而且结构简单、易于实现。本实施方式的姿态传感器以及控制单元与第一实施方式对应相同，此处不再赘述。如图2所示，本实施方式的机器人平衡装置的重心调节机构具体包括：支架31、两个电机32、两根拉绳33以及配重块34。其中，支架31设置于机器人的壳体11上，两个电机32均设置于支架11上，两个电机32分别通过一根拉绳33与配重块34连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人平衡装置，其特征在于，包括：/n姿态传感器，用于实时检测机器人的姿态信息；/n与所述姿态传感器通信连接的控制单元，用于根据所述姿态信息生成重心补偿指令；/n与所述控制单元连接的重心调节机构，用于根据所述重心补偿指令对所述机器人进行重心补偿；/n所述重心调节机构包括：支架、两个电机、两根拉绳、配重块以及挂杆；/n所述支架设置于所述机器人的壳体上；/n所述两个电机均设置于所述支架上；/n所述配重块通过所述挂杆挂接于所述壳体上；/n所述两个电机分别通过所述拉绳与所述配重块连接，所述电机还连接于所述控制单元，并用于根据所述重心补偿指令调节所述拉绳的收放长度以改变所述配重块在所述机器人内部的位置来进行所述重心补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人平衡装置，其特征在于，包括：
姿态传感器，用于实时检测机器人的姿态信息；
与所述姿态传感器通信连接的控制单元，用于根据所述姿态信息生成重心补偿指令；
与所述控制单元连接的重心调节机构，用于根据所述重心补偿指令对所述机器人进行重心补偿；
所述重心调节机构包括：支架、两个电机、两根拉绳、配重块以及挂杆；
所述支架设置于所述机器人的壳体上；
所述两个电机均设置于所述支架上；
所述配重块通过所述挂杆挂接于所述壳体上；
所述两个电机分别通过所述拉绳与所述配重块连接，所述电机还连接于所述控制单元，并用于根据所述重心补偿指令调节所述拉绳的收放长度以改变所述配重块在所述机器人内部的位置来进行所述重心补偿。


2.根据权利要求1所述的机器人平衡装置，其特征在于，所述重心调节机构还包括两个电机座，所述两个电机座与所述支架为一体成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义君，李自强，凡磊，杨聪，
申请(专利权)人：达闼科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11