[发明专利]一种智能送物机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种智能送物机器人，其特征在于，包括：

机器人主体，其具有多层置物盘；

行走系统，其可拆卸连接所述机器人主体的底盘，且具有相互铰接的第一履带轮和第二履带轮；

超声波距离传感器，其可拆卸设置在所述机器人主体上，能够检测所述机器人主体前方的障碍物距离；

红外摄像机，其可拆卸设置在所述机器人主体上，并与所述超声波距离传感器同轴设置，能够拍摄所述机器人主体前方的红外影像；

控制器，其连接所述超声波距离传感器、所述红外摄像机和所述行走系统，能够对所述障碍物距离和所述红外影像进行解析得到障碍物高度，并在所述障碍物高度低于越障高度阈值时，控制所述第一履带轮与所述第二履带轮的夹角，使所述行走系统的两端和机器人底盘的横向中心轴交替升降，以跨越所述障碍物；

所述第一履带轮和所述第二履带轮的铰接点位于机器人底盘的横向中心轴上。

2.如权利要求1所述的智能送物机器人，其特征在于，所述行走系统包括：

第一履带轮；

第二履带轮，其一端与所述第一履带轮的一端铰接；

辅助轮，其设置在所述机器人底盘的横向中心轴上；

升降机构，其一端支撑在所述机器人主体的底盘上，另一端连接所述辅助轮；

第一拉杆，其一端与所述第一履带轮的另一端铰接；

第二拉杆，其一端与所述第二履带轮的另一端铰接；

第一传动机构，其一端与所述升降机构转动配合，另一端与所述第一拉杆的另一端转动配合；

第二传动机构，其一端与所述升降机构转动配合，另一端与所述第二拉杆的另一端转动配合；

其中，所述升降机构升降能够驱动所述传动机构转动，带动所述拉杆另一端转动，以改变所述第一履带轮与所述第二履带轮的夹角。

3.如权利要求2所述的智能送物机器人，其特征在于，所述升降机构包括：

驱动电机；

伸缩杆，其连接所述驱动电机，且具有外齿。

4.如权利要求3所述的智能送物机器人，其特征在于，所述传动机构包括：

传动齿轮，其与所述伸缩杆的外齿啮合，所述伸缩杆伸缩能够带动所述传动齿轮转动；

同步槽，其与所述传动齿轮同轴，能够随所述传动齿轮转动；

同步轮，其与所述拉杆的另一端固连；

同步带，其设置在所述同步槽和所述同步轮之间，以使所述同步槽与所述同步轮同步转动。

5.如权利要求4所述的智能送物机器人，其特征在于，还包括：

限位滑槽，其为弧形，且与所述同步轮同心；

轴销，其一端与所述限位滑槽滑动配合，另一端连接所述拉杆。

6.一种智能送物机器人的控制方法，使用如权利要求5中所述的智能送物机器人，其特征在于，包括：

步骤一、利用所述红外摄像机拍摄所述机器人主体前方的红外影像，识别出所述红外影像中的障碍物，并确定所述障碍物转角；

步骤二、利用超声波传感器，检测所述障碍物与所述机器人主体的距离，并根据所述距离和所述转角估算所述障碍物的高度；

步骤三、若所述障碍物的高度低于越障高度阈值，控制所述行走系统跨越所述障碍物。

7.如权利要求6所述的智能送物机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：

对所述红外影像进行预处理；

对所述预处理后的红外影像内的像素点进行逐像素滑窗，并计算每个像素点的局部对比度，进而得到全图的局部对比度图；

对所述局部对比度图进行阈值分割，识别出所述红外影像中的障碍物，并确定所述障碍物转角。

8.如权利要求7所述的智能送物机器人的控制方法，其特征在于，所述障碍物高度计算公式为：

；

其中，为障碍物高度，为红外影像中障碍物底部边界与红外影像底部边界的距离，为超声波传感器检测识别出的红外影像中障碍物与所述智能送物机器人的距离，为红外影像中障碍物面积，为单个像素点宽度。

9.如权利要求6所述的智能送物机器人的控制方法，其特征在于，所述跨越障碍物的过程为：

步骤a、所述伸缩杆下降，所述辅助轮下降并与地面接触，同时驱动所述传动齿轮转动，并通过所述同步带拉动所述同步轮转动；

步骤b、所述拉杆沿所述限位滑槽向上滑动，以抬起所述履带轮的另一端；

步骤c、机器人主体向所述障碍物靠近，直到所述障碍物的顶端与所述第一履带轮接触；

步骤d、所述伸缩杆上升，所述辅助轮上升，同时驱动所述传动齿轮转动，并带动所述拉杆沿所述限位滑槽向下滑动，以抬起所述履带轮的一端；

步骤e、机器人主体继续前进，直到所述障碍物的顶端与所述第二履带轮接触，重复步骤a-b以跨越障碍物。