[发明专利]一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术，具体为一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台。

背景技术

目前，大多数的履带移动机器人平台采用主动自适应驱动机构。这些机器人关节较多，具有较多的自由度，每个自由度均由一个专门的电机驱动。当机器人在复杂的路面运动时，它们需要通过传感设备不断地将所检测的环境信息传给控制系统，然后做出判断。每个控制电机驱动相应的自由度，使移动机构改变运动模式，以适应复杂的路面环境。因此，主动自适应驱动机构存在以下问题：1、运动姿态或运动模式的变化在很大程度上依赖于传感器所反馈的信号，对传感器的精度要求较高；2、要求电机和传感器的数量较多，控制算法较为复杂，具有一定程度的控制滞后性。

基于主动自适应履带移动机器人平台的诸多缺点，本发明提出了被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台，该概念已经存在，但首次应用于履带式机器人上，并且技术路线不同。它有以下三个特点：1、移动机构为欠驱动机构，即机构的原动件数目小于机构的自由度的数目；2、将环境约束力作为对机器人移动机构的一种有效输入作用力；3、机器人移动机构在驱动电动机驱动力和环境约束力的共同作用下，可实现机器人移动机构对复杂路面的被动自适应性。被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台能够减小运动过程中对控制系统的依赖，简化控制算法，提高电机的使用率。提高机器人地形适应能力，是当今室外机器人发展的一个主要方向。被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台是一个基础平台，其上可搭载控制系统、检测系统和机械手等，可以实现许多普通机器人难以实现的功能。被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台是一个独立的模块，和其他平台之间相互独立，便于二次开发和改装，应用范围很广。

被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台要解决的实质问题是，通过对机器人的工作环境和要实现的具体功能等技术指标进行综合性能分析，设计出一套最优机械结构，使机器人能够实现被动地自主改变履带结构和两侧履带模块相对车身的转角，以适应环境的变化，增强机器人的越障能力。现有的被动自适应摇杆差动移动机器人平台主要是中国矿业大学研制的摇杆式履带矿井救灾移动机器人，但其存在履带不可变形，被动自适应能力较差的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台，该平台能满足在野外复杂环境下工作的多种要求，能够实现爬坡，跨越壕沟，在非平整地形下实现平稳前进等。在实现所述功能要求的前提下，本发明机器人移动平台具有结构简单，容易控制，耗能较低等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台。该机器人平台采用模块化设计，从整体来看可分为四部分，即车体模块、位于车身两侧的被动自适应变形履带模块（左、右两侧被动自适应变形履带模块结构相同）、支撑被动自适应变形履带模块绕车体旋转的旋转支撑模块（左、右两侧旋转支撑模块结构相同）和位于车体后部的差动连杆模块。左、右两侧被动自适应变形履带模块分别通过左、右两侧旋转支撑模块和车体模块相连接，即被动自适应变形履带模块可以绕车体模块转动；差动连杆模块安装在车体后板上，两端和左、右两侧被动自适应变形履带模块相连。整体机器人平台共有两条履带和两台驱动电机：左、右被动自适应变形履带模块上分别安装有一条履带，左、右被动自适应变形履带模块上的履带分别由一台驱动电机来驱动。

本发明机器人平台所述车体模块包括车体左板、车体上盖、车体右板、车体底板、车体前板、车体后板，全部零件通过螺钉相互连接共同组成车体模块。