[发明专利]基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人

说明书

本发明涉及基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人，包括底盘模块、对称分布在底盘模块两侧的驱动系统模块；所述驱动系统模块与底盘模块之间连接有与地形相匹配且软硬度可调节的独立悬架系统模块，所述底盘模块、车身模块、承载模块上均设有ROS控制系统模块，对称分布的驱动系统模块之间设有与底盘模块连接以用于抑制移动机器人转向侧倾的动力平衡分配系统模块。本发明通过软硬度可调节的独立悬架系统、动力平衡分配系统，增强了移动机器人对复杂地形的适应能力，提高了稳定性能、动力利用率及负载能力。通过传感与ROS控制系统模块，实现了移动机器人户外自主导航行走、单机辆智能高效精准作业及多机辆协同配合作业。

技术领域

本发明涉及农业移动机器人技术领域，具体为基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人。

背景技术

随着科技与社会的发展，未来农场会作为一种通行的农业生产组织形式，对智能化、通用化农用移动平台有着强烈的使用需求。与传统工业机器人不同，智能移动机器人涉及的环境和技术系统更加广泛和复杂，息感知与导航算法还不能完全具有通用性，部分导航算法仍停留在理论阶段，没有经过实践阶段验证，智能移动机器人并没有如人们预期的那样大量出现在人们的工作和生活中。这也就引出了当今机器人研究领域以及人工智能领域的热点问题，即如何让机器人在环境中自主移动更加稳定和可靠。目前全地形移动平台多为履带式、腿式，其负载能力有限，转向、行走控制精度低，难以在农场环境中多机具协同稳定、精准、高效作业。

如中国专利号201711180569.0中公开了同轴式全地形轮腿移动机器人，包括车体、对称设置在车体前方两侧的前腿、对称设置在车体后方的后腿，设置在车体上方对前腿和后腿实现控制的控制部分，所述的前腿和后腿与车身之间通过金属舵盘相连；所述前腿由前大臂抬升电机、前车轮转向电机、前金属舵盘、前轮毂电机、前直角支撑、前U型支撑、前电机保持架、前车轮、前腿连接件和前转向电机保持架构成，所述后腿由后大臂抬升电机、后车轮转向电机、后金属舵盘、后轮毂电机、后直角支撑、后U型支撑、后电机保持架、后车轮、后退连接件和前转向电机保持架构成。这种全地形移动机器人不具有独立悬架减震机构、动力平衡分配系统，减震效果有限且电机力矩难以分配平衡，在农场环境下行走时，车身稳定性低，转向时易单电机过载，定位精度不高。

如中国专利号201710324381.2中公开了轮履复合式全向移动机器人，包括底盘架、底盘履带装置和底盘轮式装置，底盘履带装置和底盘轮式装置均安装在底盘架上。底盘轮式装置包括四个行走轮，两个行走轮设置在底盘架的纵向前端，并对称设在底盘架的横向两侧；另外两个行走轮设置在底盘架的纵向后端，对称设在底盘架的横向两侧；底盘履带装置具有环形履带，环形履带设置在两侧的行走轮之间并沿纵向环绕；环形履带前端伸出到前端的行走轮前方，环形履带后端伸出到后端的行走轮后方；环形履带的底部高于行走轮的底部。这种全地形移动机器人越障能力强，但其行走轮采用麦克纳姆轮，使其难以在农场环境下行走，且其不具有传感与ROS控制系统模块，不具备多移动机器人协同工作。

中国是制造大国也是农业大国，目前劳动力多集中在这两种产业，《中国制造2025》多次提及智能农业工程机械与移动服务平台，发展农用全地形智能化移动平台及其工程应用。农用移动机器人能适应多地形、可匹配多种作业工具，搭载农场调度系统，实现多机具协同配合工作，可降低农场劳动力需求。

因此一种具有独立悬架、动力平衡分配系统、传感与ROS控制系统的四轮驱动、自主行走的全地形移动机器人有着庞大的市场应用前景和和推广价值。这种面向农场的全地形移动机器人具有稳定可靠性高、负载能力强、信息智能化程度高等优点。

基于ROS的全地形独立悬架移动机器人是一种有效应对农场复杂环境、具备信息感知、自主导航、搭载农场调度系统的农用全地形智能化移动平台。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了基于ROS调度系统的农场用全地形独立悬架移动机器人。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：