[发明专利]一种人工智能自动避障行走底盘有效
| 申请号: | 201911365547.0 | 申请日: | 2019-12-26 |
| 公开(公告)号: | CN111114643B | 公开(公告)日: | 2021-03-19 |
| 发明(设计)人: | 胡庆浩;王培松;李成华;辛淼;程健 | 申请(专利权)人: | 中国科学院自动化研究所南京人工智能芯片创新研究院;中国科学院自动化研究所 |
| 主分类号: | B62D21/18 | 分类号: | B62D21/18;B62D5/12;B62D7/20;B60B35/12;B60G17/015;G05D1/02 |
| 代理公司: | 南京泰普专利代理事务所(普通合伙) 32360 | 代理人: | 窦贤宇 |
| 地址: | 211000 江苏省南*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 人工智能 自动 行走 底盘 | ||
1.一种人工智能自动避障行走底盘,包括底盘(1)、数据处理模块(5)、驱动机构(4)、转向机构(2)和两个调节机构(3),其特征在于:所述驱动机构(4)包括有两根第一铰接杆(42)、第一转动套筒(44)、驱动电机(43)和两个动力轮(41),所述驱动机构(4)的两根第一铰接杆(42)的顶端面分别铰接在底盘(1)的底端面左端前后两侧,所述转向机构(2)包括有两根第二铰接杆(28)、第二转动套筒(25)、电动液压缸(23)、传动杆(24)和两个转向轮(27),所述转向机构(2)的两根第二铰接杆(28)的顶端面分别铰接在底盘(1)的底端面右端前后两侧,两个所述调节机构(3)均包括有伺服电机(32)、螺纹杆(33)、矩形升降座(34)和两根拉杆(31),两个所述调节机构(3)的伺服电机(32)分别固定安装在底盘(1)前后两端面中段位置,所述数据处理模块(5)的信号输出端口与两个伺服电机(32)和驱动电机(43)连接,每个所述伺服电机(32)分别通过动力轴与每根螺纹杆(33)连接,每个所述矩形升降座(34)均开设有贯穿矩形升降座(34)上下端面螺纹孔,每根所述螺纹杆(33)分别通过外螺纹与每个矩形升降座(34)的螺纹孔内腔转动插接,每个所述矩形升降座(34)的左右两端面底部分别与两根所述拉杆(31)的顶端铰接,两根所述拉杆(31)的尖端分别与第一铰接杆(42)和第二铰接杆(28)的外壁底部铰接,所述第二转动套筒(25)的外壁中段位置内嵌有水平分布的红外传感器(211)和距离传感器(212),所述红外传感器(211)和距离传感器(212)分别通过导线与数据处理模块(5)的信号输入端口连接,所述数据处理模块(5)的信号输出端口通过导线与电动液压缸(23)连接。
2.根据权利要求1所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其特征在于:所述底盘(1)的顶端面开设有矩形放置凹槽(11)。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其特征在于:所述第一转动套筒(44)的前后两端分别与两根第一铰接杆(42)的底端固定套接,所述第一转动套筒(44)的内腔转动插接有连接轴(45),所述连接轴(45)的前后两端分别延长至第一转动套筒(44)的前后两侧,且分别与前后两个动力轮(41)的轮心固定连接,所述连接轴(45)的中段外壁固定套接有位于第一转动套筒(44)内腔的第一伞齿轮(46),所述驱动电机(43)固定设在第一转动套筒(44)的外壁中段位置,所述驱动电机(43)通过动力轴转动延长至第一转动套筒(44)的内腔,且连接有与第一伞齿轮(46)相互啮合的第二伞齿轮(47)。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其特征在于:所述第二转动套筒(25)的前后两端分别与两根第二铰接杆(28)的底端固定套接,所述第二转动套筒(25)的前后两端均固定设有水平分布的铰接板(210),两个所述转向轮(27)相对侧壁中心均转动连接有转动盘(214),两个所述转动盘(214)相对侧壁均设有水平分布的铰接座(213),两个所述铰接板(210)分别与前后两个铰接座(213)相互铰接,两个所述转动盘(214)的外壁上端均水平焊接有连接杆(26),两根所述连接杆(26)的尖端均开设有矩形缺口,所述传动杆(24)的前后两端与两个连接杆(26)的矩形缺口内腔转动连接,所述传动杆(24)的外壁固定套接有限位板(21),且限位板(21)的尖端开设有铰接缺口,所述第二转动套筒(25)的外壁中段位置向左水平设有支撑板(22),所述电动液压缸(23)固定设置在支撑板(22)的上端面,且电动液压缸(23)的尖端与限位板(21)的铰接缺口内腔铰接。
5.根据权利要求4所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其特征在于:后侧所述转动盘(214)的径向侧壁水平内嵌有角度传感器(29),所述角度传感器(29)的信号输出端口与数据处理模块(5)的信号输入端口连接。
6.根据权利要求1所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其特征在于:所述底盘(1)的底端面右侧前端面内嵌有高度传感器(12),所述高度传感器(12)的信号输出端口与数据处理模块(5)的信号输入端口连接。
7.根据权利要求1所述的一种人工智能自动避障行走底盘,其具体使用方法为:
S1、将驱动机构(4)的两根第一铰接杆(42)的顶端面分别铰接在底盘(1)的底端面左端前后两侧,将转向机构(2)的两根第二铰接杆(28)的顶端面分别铰接在底盘(1)的底端面右端前后两侧,两个调节机构(3)的伺服电机(32)分别固定安装在底盘(1)前后两端面中段位置;
S2、通过驱动电机(43)带动第二伞齿轮(47)转动,第二伞齿轮(47)带动第一伞齿轮(46)转动,使得连接轴(45)即可围绕第一转动套筒(44)内腔转动,使得前后两个动力轮(41)跟随连接轴(45)同步转动,实现对整个(1)驱动;
S3、通过在底盘(1)的内腔内嵌有用于为整个智能电路供电的蓄电池,然后通过将红外传感器(211)和距离传感器(212)水平安装在转向机构(2)的第二转动套筒(25)的外壁中段位置,即朝着底盘(1)行进方向的位置感应,利用红外传感器(211)来感应障碍物存在与否,一旦红外传感器(211)感应到障碍物,利用距离传感器(212)感应障碍物距离底盘(1)的水平距离,并回传至数据处理模块(5)进行分析处理;
S4、通过数据处理模块(5)控制电动液压缸(23)拉伸或者收缩,来带动限位板(21)前后位移,即带动传动杆(24)前后带动转动盘(214)的外壁上端的连接杆(26)的尖端前后移动,使得转向轮(27)的铰接座(213)与第二转动套筒(25)的铰接板(210)相应转动,实现调节转向轮(27)的转动方向,转向轮(27)转动的同时,利用角度传感器(29)感应转动的角度,并发送至数据处理模块(5)分析处理;
S5、当底盘(1)避开障碍物后,即可再次通过数据处理模块(5)控制电动液压缸(23)拉伸或者收缩,来带动限位板(21)前后位移,即带动传动杆(24)前后带动转动盘(214)的外壁上端的连接杆(26)的尖端前后移动,使得转向轮(27)的铰接座(213)与第二转动套筒(25)的铰接板(210)相应转动,实现调正转向轮(27)的转动方向,使得整个底盘(1)朝着正前方移动;
S6、当需要抬高整个底盘(1)的高度时,通过数据处理模块(5)控制前后两个伺服电机(32)同步正转,带动前后两根螺纹杆(33)转动,使得前后两根螺纹杆(33)在前后两个矩形升降座(34)的螺纹孔内腔转动,使得前后两个矩形升降座(34)同步上移,即可利用两根拉杆(31)分别拉动第一铰接杆(42)和第二铰接杆(28)的外壁底部向中间偏移,这样即可增高整个底盘(1)的垂直高度,以便于满足使用需求,同时利用高度传感器(12)对整个底盘(1)的垂直高度检测,并发送至数据处理模块(5)分析处理,达到预设高度即可停止前后两个伺服电机(32)转动,同样的道理,需要降低整个底盘(1)的高度时,仅需要控制前后两个伺服电机(32)同步反转即可。
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