[实用新型]悬挂策略自动调整的全地形履带移动机器人

说明书

本实用新型涉及一种悬挂策略自动调整的全地形履带移动机器人，包括移动底盘本体、悬挂组件、减震履带、悬挂调整组件、传感控制部件、驱动组件、能源组件。本实用新型通过悬挂调整组件配合机身内部的陀螺仪和加速度计等传感器，通过检测机身的震动和倾斜情况，从而自动调整悬挂组件的悬挂系数，使得履带移动机器人不管是平坦光滑路面还是崎岖坑洼路面，均能保证较高的运行效率、载荷强度以及运动平稳度；而且履带式移动机器人还具备应对两侧路面工况不同、两侧路面高低不一致的情况，通过实时进行悬挂调整，机器人运动平稳度和运动效率更高，从而保证机器人运动安全，更适合应用于山地、沙漠甚至楼梯爬升等障碍多、路况复杂的场合。

技术领域

本实用新型属于机器人领域，具体涉及一种悬挂策略自动调整的全地形履带移动机器人。

背景技术

履带式移动底盘，具有动作灵活、与地面接触面积大、穿越障碍物能力强等优点，相对轮式移动底盘，履带式移动底盘由于设置有悬挂减震机构，当路面状况不佳或需要穿越障碍物时，例如当履带式底盘通过附着凸起物的路面时，履带会受到外界冲击，但是该震动会经过履带、承重轮、弹性元件等进行吸收，使得底盘上装的设备震动被减轻甚至消除，从而上装的设备可以稳定运行和可靠工作。

现有的履带式移动底盘一般都设置有多个悬挂装置进行减震，但是对于目前绝大多数的履带式移动底盘上的悬挂结构，在调试和出厂时悬挂部件安装的位置、结构以及悬挂结构的弹性元件的弹性系数已经固定，导致悬挂结构的震动频率和柔性指数固定。其中悬挂结构偏软的履带式移动底盘更适合粗糙、高低不平等环境，这样可以尽可能消除传导至履带式移动底盘上的震动噪声，保护附属的上装设备；而悬挂结构偏硬的履带式移动底盘则更适合平整路面，这样悬挂能够较好的保持运动姿态，提高履带式移动底盘的工作效率和载荷强度。

由于履带式移动底盘出厂调试后的悬挂特性决定了其工作适宜场所，对于在非结构室外环境实用的机器人来讲并不适用，即特定的履带式移动底盘的悬挂结构并不能适应所有场景，不利于上装设备减震和保护，有时甚至会损坏设备内部电气元件，导致设备失灵，甚至引发设备起火爆炸等事故，故现有常规的履带式移动底盘对各类复杂地面场景应用范围非常有限。因此履带式移动底盘以及配套的悬挂结构作为相关机械的行走机构，其发展方向始终围绕着安全可靠性、适用范围广、操作简便性、环保节能和成本低等方面发展，在这方面国内外一直在不断的努力改进中。

目前履带式移动底盘主要有两类方案：

(1)采用固定的多组悬挂结构的履带式移动底盘

该类移动底盘是目前主流方案，履带式移动底盘上的悬挂结构在调试和出厂时位置已经固定，悬挂结构的震动频率和柔性指数固定，悬挂结构偏软的履带式移动底盘更适合粗糙、高低不平等环境，这样可以尽可能消除传导至履带式移动底盘上的震动噪声，保护附属设备；而悬挂结构偏硬的履带式移动底盘则更适合平整路面，这样悬挂能够较好的保持运动姿态，提高履带式移动底盘的工作效率和载重强度。例如专利号为201610049480.X的发明专利公布了一种履带底盘，包括：底盘以及两个各设置于底盘一侧的履带轮；履带轮包括履带以及履带架、上导轮、下支架和弹性机构等，该结构可将履带上因碾压地面产生的震动通过弹性元件吸收或削弱。与此结构类似的还有专利号为201210043540.9的履带机器人通用底盘等。

(2)直接轮系直连而未设置弹性元件的履带式移动底盘

该结构中采用直接将履带套接在主动轮、从动轮以及导向轮等结构上，而在履带式底盘的机身上不设置任何弹性元件。这种结构主要适用于室内结构性的平整路面，而且由于不存在弹性元件，所以履带式移动底盘的载荷能力非常强，自身的运动噪声小且平稳度好；当然缺点也非常明显，由于不存在弹性元件，所以移动底盘的减震效果很差，不适合室外的非结构复杂地面环境。例如专利申请号为201621123868.1的具备超静音、高精度和高载荷能力的战术履带底盘机构等。