CN106740738A - 一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置。所述机器人包括：底板，驱动轮，驱动电机，收纳腔，辅助装置和底座；所述机器人在其底座的中心处安装一个辅助装置，所述辅助装置具有伸缩功能，当所述机器人遇到障碍，所述辅助装置伸出，并将机器人前方的两只驱动轮抬起，所述机器人前方的两只驱动轮跨越障碍，进而带动机器人跨越障碍。本发明实施例示出的机器人，可以跨越障碍，适用于错综复杂的检测环境。

Description

一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置。

背景技术

随着机器人技术的不断成熟，机器人检测的应用范围也愈发广泛，机器人通过内窥摄像监测系统，可快速检测周围环境的状况，并可到达工作人员所到达不了的地方，大大降低了劳动强度。

如今多采用轮式移动机器人进行快速检测，现有的用轮式移动机器人在机器人的底部设置有四个轮子或者多余四个轮子，轮式移动机器人在平面上运行时，都能找到三个同时与平面接触轮子。轮式移动机器人在平面上移动时，三个与平面接触的轮子始终与平面相切进而使机器人固定平面上完成快速检测工作。

现有的用轮式移动机器人采用同三个轮子与平面相切到固定的作用，在快速检测过程中需要机器人在平面上移动，来实现周围环境的检测。传统的轮式移动机器只能在平面上移动，若遇到障碍，传统的轮式移动机器人将无法达到目的地；如今的检测环境错综复杂，常有检测平面凸起的现象出现，传统的轮式移动机器人很难越过障碍到达目的地，因此限制了传统的轮式移动机器人的应用范围。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置,以解决现有轮式移动机器人在检测过程中无法跨越障碍的问题。

根据本发明的实施例一方面提供了一种可跨越式检测机器人，所述机器人包括：底板，驱动轮，驱动电机，收纳腔和辅助装置；

其中，所述底板设置有4个驱动轮；所述驱动轮位于所述底板的四个顶角；所述驱动电机的转动端与所述驱动轮相连接；

所述底板中心处设置有所述收纳腔，所述收纳腔的顶部设置有所述驱动电机，所述驱动电机的转动端与所述辅助装置的一端相连接；

所述辅助装置包括：辅助轮、伸缩式旋转轴和底座；

所述驱动电机的转动端与所述伸缩式旋转轴的一端相连接，所述伸缩式旋转轴的另一端与所述底座的顶端相连接；所述底座的水平方向的两侧均设置有所述辅助轮；所述辅助装置的尺寸与所述收纳腔的尺寸相适配。

进一步，所述驱动轮的转动轴处设置有速度传感器。

进一步，所述底板的一端设置有超声波传感器。

进一步，所述伸缩式旋转轴为丝杆。

本发明第二方面提供一种可跨越式检测机器人控制方法，所述方法包括：

获取前进指令；

驱动所述机器人前进；

输出前进速度；

判断所述前进速度是否大于预置速度；

若所述前进速度大于所述预置速度，则继续前进；

若所述前进速度小于所述预置速度，则测定底板与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

判断所述高度差值是否大于预置高度值；

若所述高度差值大于所述预置高度值，则发出警报；

若所述高度差值小于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长；

驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍。

进一步，所述若高度差值大于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长，包括：

根据所述高度差值，输出所述辅助装置伸长的距离；

根据所述辅助装置伸长的距离，控制所述控制辅助装置伸长。

进一步，所述驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍，包括：

控制所述辅助装置缩短；

输出所述机器人行进的位移值；

判断所述位移值是否为预置位移；

若所述位移值为预置位移，则停止前进。

本发明第三方面提供一种可跨越式检测机器人的控制装置，所述装置包括；

获取装置，所述获取装置用于获取前进指令；

第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述机器人前进；

速度输出装置，所述速度输出装置用于输出前进速度；

速度判断装置，所述速度判断装置用于判断所述前进速度是否大于预置速度；

测定装置，所述测定装置用于测定底板与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

报警装置，所述报警装置用于发出警报；

高度判断装置，所述高度判断装置用于判断所述高度差值是否大于预置高度值；

第一控制装置，所述第一控制装置用于控制辅助装置伸长；

第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述机器人前轮抬起，越过障碍。

进一步，所述高度判断装置包括：

距离输出装置，所述距离输出装置用于根据所述高度差值，输出所述辅助装置伸长的距离；

第二控制装置，所述第二控制装置用于根据所述辅助装置伸长的距离，控制所述控制辅助装置伸长。

进一步，所述第二驱动装置包括：

第三控制装置，所述第三控制装置用于控制所述辅助装置缩短；

位移输出装置，所述位移输出装置用于输出所述机器人行进的位移值；

位移判断装置，所述位移判断装置用于判断所述位移值是否为预置位移。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置，所述机器人包括：底板，驱动轮，驱动电机，收纳腔，辅助装置和底座；其中，所述底板设置有4个驱动轮；所述驱动轮位于所述底板的四个顶角；所述驱动电机的转动端与所述驱动轮相连接；所述底板中心处设置有所述收纳腔，所述收纳腔的顶部设置有所述驱动电机，所述驱动电机的转动端与所述辅助装置的一端相连接；所述辅助装置包括：辅助轮、伸缩式旋转轴和底座；所述驱动电机的转动端与所述伸缩式旋转轴的一端相连接，所述伸缩式旋转轴的另一端与所述底座的顶端相连接；所述底座的水平方向的两侧均设置有所述辅助轮；所述辅助装置的尺寸与所述收纳腔的尺寸相适配。在其底座的中心处安装一个辅助装置，当所述机器人遇到障碍，所述辅助装置伸出，并将机器人前方的两只驱动轮抬起，所述机器人前方的两只驱动轮跨越障碍，进而带动机器人跨越障碍。本发明实施例示出的机器人，可以跨越障碍，适用于错综复杂的检测环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的伸缩装置侧面结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出一种可跨越式检测机器人的底部示意图；

图3为根据一优选实施例示出一种可跨越式检测机器人控制方法流程图；

图4为根据一优选实施例示出控制辅助装置伸长方法流程图；

图5为根据一优选实施例示出一种可跨越式检测机器人控制装置结构图；

图6为根据一优选实施例示出第二驱动装置的结构框图。

图例说明：

1-伸缩式旋转轴；2-辅助轮；3-超声波传感器；4-驱动轮；5-收纳腔；6-速度传感器；7-底板；8-底座，9-辅助装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种可跨越式检测机器人，如图1和图2所示，所述机器人包括：底板7，驱动轮4，驱动电机，收纳腔5和辅助装置9；其中，所述底板7设置有4个驱动轮4；所述驱动轮4位于所述底板7的四个顶角；所述驱动电机的转动端与所述驱动轮4相连接；所述底板7中心处设置有所述收纳腔5，所述收纳腔5的顶部设置有所述驱动电机，所述驱动电机的转动端与所述辅助装置9的一端相连接；所述辅助装置9包括：辅助轮2、伸缩式旋转轴1和底座8；所述驱动电机的转动端与所述伸缩式旋转轴1的一端相连接，所述伸缩式旋转轴1的另一端与所述底座8的顶端相连接；所述底座8的水平方向的两侧均设置有所述辅助轮2；所述辅助装置9的尺寸与所述收纳腔5的尺寸相适配。

具体的，所述机器人在其底板7的中心处安装一个辅助装置9，所述辅助装置9具有伸缩功能，当所述机器人遇到障碍，所述辅助装置9伸出，并将机器人前方的两只驱动轮4抬起，所述机器人前方的两只驱动轮4跨越障碍，进而带动机器人跨越障碍。本发明实施例示出的机器人，可以跨越障碍，适用于错综复杂的检测环境。

进一步，所述驱动轮4的转动轴处设置有速度传感器6。

进一步，所述底板7的一端设置有超声波传感器3。

具体的，所述机器人的四个驱动轮4上各安装一个速度传感器6，并在机器人所述底板7的一端设置有超声波传感器3；当机器人处于停止或正常行走状态时，所述辅助装置9通过上下伸缩功能隐藏自机器人收纳腔5中；当机器人处于正常匀速前进的行走状态时，四只驱动轮4上的速度传感器6将采集到的速度信息实时传回主控制器，当检测到四个速度传感器6数据中有一个驱动轮4的前进速度低于预置速度时，说明机器人在作业管道内遇到障碍，此时所述超声波测距传感器测量机器人底板7与障碍的高度差，当控制器得到有关障碍的数据后，判断是否可以越过障碍，当控制器判断可以越过障碍时，所述辅助装置9伸出，并将机器人前方的两只驱动轮4抬升相应的高度，此时前方两只驱动轮4越过障碍，越过障碍后辅助装置9缩回收纳腔5中；当主控制器判断机器人不能越过障碍时，机器人停止前进，并向外部发出报警信号，以防止机器人强行越过障碍，导致翻车。

进一步，所述伸缩式旋转轴1为丝杆。

具体的，所述电机的转动端与所述伸缩式旋转轴1的一端相连接，所述伸缩式旋转轴1为丝杆，电机以及丝杠机构可以所述辅助装置9伸缩移动同时可帮助机器人360度旋转。

本发明实施例第二方面示出一种可跨越式检测机器人的控制方法，图3为根据一优选实施例示出的一种可跨越式检测机器人控制方法流程图；所述方法包括如下的步骤：

S101获取前进指令；

S102驱动所述机器人前进；

S103输出前进速度；

S104判断所述前进速度是否大于预置速度；

S105若所述前进速度小于所述预置速度，则测定底板与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

S106若所述前进速度大于所述预置速度，则继续前进；

S107判断所述高度差值是否大于预置高度值；

S108若所述高度差值小于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长；

S109若所述高度差值大于所述预置高度值，则发出警报；

S110驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍。

具体的，启动机器人，所述机器人获取前进指令，机器人处于正常匀速前进状态，四只驱动轮4上的速度传感器6输出机器人的前进速度，并将前进速度上传至主控制器，主控制器，判断所述前进速度是否大于预置速度，当所述机器人在平直的管道上前进时，所述前进速度大于所述预置速度，则机器人继续前进；当所述机器人遇到障碍时，所述前进速度小于所述预置速度，此时所述超声波测距传感器测量机器人底板7与障碍的高度差，并上传所述高度差值至主控制器，所述主控制器判断所述高度差值是否大于预置高度值，若所述高度差值大于所述预置高度值，机器人停止前进，并向外部发出报警信号，以防止机器人强行越过障碍，导致翻车；若所述高度差值小于所述预置高度值，则控制辅助装置9伸长；此时，所述辅助装置9伸出，并将机器人前方的两只驱动轮4抬升相应的高度，此时前方两只驱动轮4越过障碍，越过障碍后辅助装置9缩回收纳腔5中。

进一步，S108若高度差值大于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长，包括：

S1081根据所述高度差值，输出所述辅助装置伸长的距离；

S1082根据所述辅助装置伸长的距离，控制所述控制辅助装置伸长。

图4为根据一优选实施例示出控制辅助装置伸长方法流程图；

具体为，当所述机器人的辅助装置9伸长时，所述主控制器根据所述高度差值，输出所述辅助装置9伸长的距离，根据所述辅助装置9伸长的距离，控制所述控制辅助装置9伸长。

进一步，S110驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍，包括：

S111控制所述辅助装置缩短；

S112输出所述机器人行进的位移值；

S113判断所述位移值是否为预置位移；

S114若所述位移值为预置位移，则停止前进。

具体的，当所述机器人越过障碍时，所述主控制器控制所述辅助装置9缩短，输出所述机器人行进的位移值，并判断所述位移值是否为预置位移，若所述位移值为预置位移，则证明所述机器人已完成检测工作，主控制器控制机器人停止前进。

发明第三方面提供一种可跨越式检测机器人的控制装置；

图5为根据一优选实施例示出一种可跨越式检测机器人控制装置结构图；

所述装置包括；

获取装置201，所述获取装置201用于获取前进指令；

第一驱动装置202，所述第一驱动装置202用于驱动所述机器人前进；

速度输出装置203，所述速度输出装置203用于输出前进速度；

速度判断装置204，所述速度判断装置204用于判断所述前进速度是否大于预置速度；

测定装置205，所述测定装置205用于测定底板7与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

报警装置207，所述报警装置207用于发出警报；

高度判断装置206，所述高度判断装置206用于判断所述高度差值是否大于预置高度值；

第一控制装置208，所述第一控制装置208用于控制辅助装置9伸长；

第二驱动装置209，所述第二驱动装置209用于驱动所述机器人前轮抬起，越过障碍。

具体的，启动机器人，所获取装置201获取前进指令，第一驱动装置202驱动所述机器人前进，机器人处于正常匀速前进状态，此时，速度输出装置203输出前进速度，并将前进速度上传至速度判断装置204，速度判断装置204判断所述前进速度是否大于预置速度，当所述机器人在平直的管道上前进时，所述前进速度大于所述预置速度，则机器人继续前进；当所述机器人遇到障碍时，所述前进速度小于所述预置速度，此时测定装置205测量机器人底板7与障碍的高度差，并上传所述高度差值至高度判断装置206，所述高度判断装置206判断所述高度差值是否大于预置高度值，若所述高度差值大于所述预置高度值，机器人停止前进，报警装置207发出报警信号，以防止机器人强行越过障碍，导致翻车；若所述高度差值小于所述预置高度值，第一控制装置208控制辅助装置9伸长；此时，所述辅助装置9伸出，第二驱动装置209将机器人前方的两只驱动轮4抬升相应的高度，此时前方两只驱动轮4越过障碍。

图6为根据一优选实施例示出第二驱动装置的结构框图；

所述高度判断装置206包括：

距离输出装置2081，所述距离输出装置2081用于根据所述高度差值，输出所述辅助装置9伸长的距离；

第二控制装置2082，所述第二控制装置2082用于根据所述辅助装置9伸长的距离，控制所述控制辅助装置9伸长。

进一步，所述第二驱动装置209包括：

第三控制装置210，所述第三控制装置210用于控制所述辅助装置9缩短；

位移输出装置211，所述位移输出装置211用于输出所述机器人行进的位移值；

位移判断装置212，所述位移判断装置212用于判断所述位移值是否为预置位移。

具体的，当所述机器人越过障碍时，所述第三控制装置210控制所述辅助装置9缩短，位移输出装置211输出所述机器人行进的位移值，此时位移判断装置212判断所述位移值是否为预置位移，若所述位移值为预置位移，则证明所述机器人已完成检测工作，主控制器控制停止前进。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供一种可跨越式检测机器人，控制方法及装置，所述机器人包括：底板7，驱动轮4，驱动电机，收纳腔5，辅助装置9和底座8；其中，所述底板7设置有4个驱动轮4；所述驱动轮4位于所述底板7的四个顶角；所述驱动电机的转动端与所述驱动轮4相连接；所述底板7中心处设置有所述收纳腔5，所述收纳腔5的顶部设置有所述驱动电机，所述驱动电机的转动端与所述辅助装置9的一端相连接；所述辅助装置9包括：辅助轮2、伸缩式旋转轴1和底座8；所述驱动电机的转动端与所述伸缩式旋转轴1的一端相连接，所述伸缩式旋转轴1的另一端与所述底座8的顶端相连接；所述底座8的水平方向的两侧均设置有所述辅助轮2；所述辅助装置9的尺寸与所述收纳腔5的尺寸相适配。在机器人的底座8的中心处安装一个辅助装置9，当所述机器人遇到障碍，所述辅助装置9伸出，并将机器人前方的两只驱动轮4抬起，所述机器人前方的两只驱动轮4跨越障碍，进而带动机器人跨越障碍。本发明实施例示出的机器人，可以跨越障碍，适用于错综复杂的检测环境。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种可跨越式检测机器人，其特征在于，所述机器人包括：底板，驱动轮，驱动电机，收纳腔和辅助装置；

其中，所述底板设置有4个驱动轮；所述驱动轮位于所述底板的四个顶角；所述驱动电机的转动端与所述驱动轮相连接；

所述底板中心处设置有所述收纳腔，所述收纳腔的顶部设置有所述驱动电机，所述驱动电机的转动端与所述辅助装置的一端相连接；

所述辅助装置包括：辅助轮、伸缩式旋转轴和底座；

所述驱动电机的转动端与所述伸缩式旋转轴的一端相连接，所述伸缩式旋转轴的另一端与所述底座的顶端相连接；所述底座的水平方向的两侧均设置有所述辅助轮；所述辅助装置的尺寸与所述收纳腔的尺寸相适配。

2.根据权利要求1所述的一种可跨越式检测机器人，其特征在于，所述驱动轮的转动轴处设置有速度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种可跨越式检测机器人，其特征在于，所述底板的一端设置有超声波传感器。

4.根据权利要求1所述的一种可跨越式检测机器人，其特征在于，所述伸缩式旋转轴为丝杆。

5.一种可跨越式检测机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取前进指令；

驱动所述机器人前进；

输出前进速度；

判断所述前进速度是否大于预置速度；

若所述前进速度大于所述预置速度，则继续前进；

若所述前进速度小于所述预置速度，则测定底板与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

判断所述高度差值是否大于预置高度值；

若所述高度差值大于所述预置高度值，则发出警报；

若所述高度差值小于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长；

驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若高度差值大于所述预置高度值，则控制辅助装置伸长，包括：

根据所述高度差值，输出所述辅助装置伸长的距离；

根据所述辅助装置伸长的距离，控制所述控制辅助装置伸长。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驱动所述机器人的前轮抬起，越过障碍，包括：

控制所述辅助装置缩短；

输出所述机器人行进的位移值；

判断所述位移值是否为预置位移；

若所述位移值为预置位移，则停止前进。

8.一种可跨越式检测机器人的控制装置，其特征在于，所述装置包括；

获取装置，所述获取装置用于获取前进指令；

第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述机器人前进；

速度输出装置，所述速度输出装置用于输出前进速度；

速度判断装置，所述速度判断装置用于判断所述前进速度是否大于预置速度；

测定装置，所述测定装置用于测定底板与障碍间的高度差值，上传所述高度差值；

报警装置，所述报警装置用于发出警报；

高度判断装置，所述高度判断装置用于判断所述高度差值是否大于预置高度值；

第一控制装置，所述第一控制装置用于控制辅助装置伸长；

第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述机器人前轮抬起，越过障碍。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述高度判断装置包括：

距离输出装置，所述距离输出装置用于根据所述高度差值，输出所述辅助装置伸长的距离；

第二控制装置，所述第二控制装置用于根据所述辅助装置伸长的距离，控制所述控制辅助装置伸长。

10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括：

第三控制装置，所述第三控制装置用于控制所述辅助装置缩短；

位移输出装置，所述位移输出装置用于输出所述机器人行进的位移值；

位移判断装置，所述位移判断装置用于判断所述位移值是否为预置位移。