[发明专利]一种机器人系统

说明书

本发明提供一种机器人，此机器人设计配合底盘装置的独立主动悬挂型装置，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；优秀的爬坡、爬楼及越障能力，可以越过45度的陡坡；另外本发明可随时且适应性的变换机身高度，机器人的伸缩式颈部可改变质心位置，又能调整增加颈部的视野，且保证机器人的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，使行进中机器人的机身稳定不会倾倒。

技术领域

本发明为提供一种机器人，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，机器人的颈部能够有角度稳定性的机器人。

背景技术

安防监控用机器人在工业、农业、反恐、防爆、空间探测等各个领域领域，有着非常广阔的应用。传统上的安防监控用机器人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。轮体部份可配合使用全向轮(Omni wheel)或是麦克纳姆轮(Mecanum wheel)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，小滚轴就会产生侧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，故用于机器人上会有移动困难的问题。

中国发明专利第CN 104714550A号揭示一种用于防控之机器人。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。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操作云台的数量，相对不便。

另外，美国公告专利第US 8644991B2号揭示一种用于军事安防之机器人。其不需要安装磁道机身即可移动，并具有爬楼梯和爬坡功能，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性及地形适应性。但是此发明具有以下缺点：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行动缓慢的原因。若无法保持机器人的机身稳定，则保证机器人工作顺畅。比如获取影像是现在大部分机器人的主要任务之一，因为现有机器人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而无法持续稳定获取图像。

发明内容