[发明专利]一种底盘可变的移动机器人

说明书

本发明的目的是提供一种底盘可变的搬运机器人，其属于机器人领域。所述机器人载物时，通过获取目标物大小，自主改变车底盘的“X”型结构，并通过轴向伸缩来改变车体的大小以适应搬运物体的尺寸。该机器人空载时，能够通过改变自身结构用以顺利通过狭窄的工作空间。本发明变结构搬运机器人通过多传感器信息融合技术来处理周围环境信息，其嵌入式系统采用状态机机制实现。其运动控制决策可通过强化学习的方式来逐步改进。本发明变结构搬运机器人的结构特点是：底盘采用“X”型结构，既可以实现绕车体中心转动，又能够实现车轴轴向移动。其可以方便快捷的实现狭窄环境下的避障，又能够识别并搬运不同尺寸的货物。本设计结构新颖，适应性强，行驶方便。

技术领域

本发明涉及一种可变结构搬运机器人，属于智能机器人领域。

背景技术

近年来，搬运机器人己被广泛使用到各大领域。尽管它们在结构设计上形式各异，但是目前很少有可变结构的搬运机器人。关于变结构机器人的研究，相对较少。但是面对恶劣复杂的工作环境，对机器人的结构就会提出更高的要求，因此，变结构就成为了一个很有研究价值的话题。传统的背负式机器人搬托运货物的大小只能是固定的，比如：亚马逊在2012年以7.75亿美元的价格收购了自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务，并将其的Kiva机器人经过改造后使用在其公司的仓库中，进行货物的搬运，能够有效降低物流成本，提高货物拣选效率。亚马逊的搬运机器人大小是既定的，我们试图将变结构引入搬运机器人设计中无疑是一项大胆的尝试。其可实现通过捕获货物的大小，来自动改变车体的结构以适应大小迥异的货物，从而将搬运机器人的优势特性发挥的更加淋漓尽致。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构新颖的搬运机器人，该机器人的负载支撑平台协同底盘可以同步变结构。其底盘结构呈“X”型，可实现车轮轴向绕轴心的转动，也可以实现车轴轴向的伸缩移动。这种结构可呈五点对称式分布，对负载货物进行托运。该底盘通过此新颖的结构设计，即可以实现尺寸和形状的变化。通过这种结构设计，既可以在空载时，根据工作空间的情况，实时变结构避障；又可以在负载时，根据货物的尺寸大小，改变自身结构达到因材施教的效果。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种底盘尺寸可变的移动机器人，其特征在于：该移动机器人的底盘呈“X”型，可以实现车轴绕车体中心转动，也可以实现车轴轴向的伸缩移动。该底盘上载有驱动装置、信息采集装置、控制器。

驱动装置包括前进电机、伸缩电机、转向电机。前进电机通过驱动90度全向轮控制移动机器人的前进；伸缩电机通过带动滚珠丝杠实现车轴沿轴线方向的移动；转向电机通过减速箱带动齿轮传动，使车轴绕车体中心转动。

信息采集装置包含激光雷达扫描仪、超声波测距传感器、红外线测距传感器以及编码器和陀螺仪。本系统通过将多传感器信息融合对车身周围的环境信息进行实时处理并作出对应的响应。本发明变结构机器人可通过码盘加陀螺仪，激光雷达、地标等方式实现自主定位。

控制器可采用STM32F407的控制板(或工控机)作为主控板，用来收集传感器信息以及驱动各类电机。同时，该控制器可通过无线模块(蓝牙、WiFi)来实现和上位机PC端的监控系统实时通讯。其软件系统的搭建可采用基于量子平台的状态机机制，通过强化学习的智能方式进行该移动机器人的控制决策。

所述底盘可变的移动机器人，后期可实现其捕捉货物大小信息实现结构转变，并可根据环境信息实现自主变结构避障、通过二维码定位、激光雷达、双目摄像头等实现其在整个工作空间内的自主移动。

本发明底盘可变的移动机器人的特点是：通过“X”型底盘结构的设计，可以方便快捷的实现货物的搬运，并且能够适应更加复杂的工作空间。本设计结构新颖，控制方式智能，环境适应性强。

附图说明

图1是本发明变结构机器人的整体结构图。

图2是本发明变结构机器人的整体结构俯视图。