本技術(shù)涉及機(jī)器人，尤其涉及一種自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在室外環(huán)境中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，如在地理勘測(cè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和救災(zāi)等領(lǐng)域均開(kāi)始使用機(jī)器人作業(yè)。一般室外工作的機(jī)器人均為自主運(yùn)動(dòng)，隨著應(yīng)用范圍的增大，機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)的性能要求越來(lái)越高，如何設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)各種復(fù)雜室外環(huán)境的自主機(jī)器人是目前急需解決的問(wèn)題。優(yōu)化自主建圖導(dǎo)航系統(tǒng)及提升對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高效自主作業(yè)的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種能高精度建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，使機(jī)器人通過(guò)分析確定避障或越障前行，從而在各種復(fù)雜的環(huán)境下完成相應(yīng)的工作目標(biāo)。

2、本實(shí)用新型提供的一種自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，包括箱體、車(chē)輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手組件及建圖導(dǎo)航機(jī)構(gòu)；其中，

3、所述箱體，其內(nèi)部固定的設(shè)置有中央處理模組及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理器；所述箱體的后側(cè)板上固定的設(shè)置有信號(hào)傳輸接收天線；

4、所述機(jī)械手組件，固定的設(shè)置在所述箱體的頂面上；

5、所述車(chē)輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括對(duì)稱(chēng)的設(shè)置于所述箱體兩側(cè)的呈三角狀的車(chē)輪組件及用于驅(qū)動(dòng)所述車(chē)輪組件運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件；

6、所述建圖導(dǎo)航機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述箱體上，包括設(shè)置于所述箱體頂面上的激光雷達(dá)、慣性測(cè)量模組、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)接收天線及方向可調(diào)的攝像組件；

7、所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理器、信號(hào)傳輸接收天線、激光雷達(dá)、慣性測(cè)量模組、攝像組件及機(jī)械手組件均與所述中央處理模組通過(guò)線束線性連接，用于處理各類(lèi)信息數(shù)據(jù)與指令信號(hào)；所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理器與所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)接收天線通過(guò)線束線性連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理功能。

8、進(jìn)一步的，所述激光雷達(dá)、慣性測(cè)量模組、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)接收天線及方向可調(diào)的攝像組件均位于所述箱體頂面的中心線上，所述中心線與機(jī)器人行進(jìn)方向相平行設(shè)置。

9、進(jìn)一步的，所述箱體的頂面上位于所述機(jī)械手組件靠近機(jī)器人前進(jìn)方向的一側(cè)固定的設(shè)置有倒扣式的u型支架；所述激光雷達(dá)固定的設(shè)置于所述u型支架的頂端；所述u型支架的內(nèi)側(cè)固定的設(shè)置有水平的支板，所述慣性測(cè)量模組固定的設(shè)置于所述支板上且位于所述激光雷達(dá)的正下方。

10、進(jìn)一步的，所述攝像組件通過(guò)o型支架固定的設(shè)置于所述u型支架遠(yuǎn)離所述機(jī)械手組件的一側(cè)，其包括固定的設(shè)置于所述o型支架上的電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端固定的設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的c型支架；所述c型支架上固定的設(shè)置有兩組上下排布的攝像頭，一組用于收集機(jī)器人行進(jìn)方向的正前方的圖像信息，另一組用于補(bǔ)充收集機(jī)器人行進(jìn)方向中的下方死角中的圖像信息。

11、進(jìn)一步的，所述車(chē)輪組件，包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的三角擋板，兩個(gè)所述三角擋板之間對(duì)應(yīng)其形狀可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置有一個(gè)主動(dòng)輪及兩個(gè)從動(dòng)輪，一個(gè)所述主動(dòng)輪及兩個(gè)所述從動(dòng)輪的外周?chē)Ш咸自O(shè)有履帶。

12、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括對(duì)應(yīng)所述車(chē)輪組件可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置于所述箱體兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸遠(yuǎn)離所述箱體的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)的穿過(guò)對(duì)應(yīng)的所述車(chē)輪組件的兩個(gè)所述三角擋板的中部；所述驅(qū)動(dòng)軸上固定的設(shè)置有位于兩個(gè)所述三角擋板之間的驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述主動(dòng)輪的中部外周?chē)Ш咸自O(shè)有傳送帶，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸。

13、進(jìn)一步的，所述機(jī)械手組件包括機(jī)械臂及機(jī)械手爪，所述機(jī)械手爪與所述機(jī)械臂的連接處通過(guò)支板固定的設(shè)置有深度相機(jī)。

14、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用新型的有益效果是：

15、1、本實(shí)用新型的履帶式機(jī)器人，激光雷達(dá)反饋點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建高精度的點(diǎn)云圖，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理器反饋準(zhǔn)確的定位基準(zhǔn)，慣性測(cè)量模組反饋機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，且三者均處于箱體的中心線上，減少累積誤差；中央處理模組綜合了上述三種不同信息，提高了機(jī)器人在工作中的自主建圖精度，使機(jī)器人在復(fù)雜的環(huán)境中也能結(jié)合實(shí)際路況自主避障或越障行進(jìn)，完成任務(wù)。

16、2、本實(shí)用新型的履帶式機(jī)器人，除自主運(yùn)動(dòng)外還通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的多角度攝像頭組件更全面的采集周?chē)鷪D像信息并實(shí)時(shí)反饋，一方面可更詳盡的完善路況，一方面可方便工作人員觀察并處理機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中遇到的障礙與事故。

17、3、本實(shí)用新型的履帶式機(jī)器人，采用三角形履帶式車(chē)輪，驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)履帶循環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)，當(dāng)遇到如階梯路況等使履帶無(wú)法前進(jìn)的路況，整個(gè)三角形履帶車(chē)輪開(kāi)始繞與障礙物的接觸部位旋轉(zhuǎn)，即主動(dòng)輪與從動(dòng)輪開(kāi)始繞驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)變換位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)復(fù)雜路況的適應(yīng)性。

18、4、本實(shí)用新型的履帶式機(jī)器人結(jié)合激光雷達(dá)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)及慣性測(cè)量模組三者的先進(jìn)感知技術(shù)，提高了其在復(fù)雜室外環(huán)境中的自主建圖導(dǎo)航能力，結(jié)合多角度的攝像觀測(cè)及特殊的車(chē)輪結(jié)構(gòu)可以在復(fù)雜的室外環(huán)境中進(jìn)行更加安全、高效、智能的代替人類(lèi)完成任務(wù)。

19、應(yīng)當(dāng)理解，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中所描述的內(nèi)容并非旨在限定本實(shí)用新型的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，亦非用于限制本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的其它特征將通過(guò)以下的描述變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，包括箱體(1)、車(chē)輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)、機(jī)械手組件(60)及建圖導(dǎo)航機(jī)構(gòu)(3)；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述激光雷達(dá)(32)、慣性測(cè)量模組(33)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)接收天線(34)及方向可調(diào)的攝像組件(30)均位于所述箱體(1)頂面的中心線上，所述中心線與機(jī)器人行進(jìn)方向相平行設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述箱體(1)的頂面上位于所述機(jī)械手組件(60)靠近機(jī)器人前進(jìn)方向的一側(cè)固定的設(shè)置有倒扣式的u型支架(35)；所述激光雷達(dá)(32)固定的設(shè)置于所述u型支架(35)的頂端；所述u型支架(35)的內(nèi)側(cè)固定的設(shè)置有水平的支板(36)，所述慣性測(cè)量模組(33)固定的設(shè)置于所述支板(36)上且位于所述激光雷達(dá)(32)的正下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述攝像組件(30)通過(guò)o型支架(37)固定的設(shè)置于所述u型支架(35)遠(yuǎn)離所述機(jī)械手組件(60)的一側(cè)，其包括固定的設(shè)置于所述o型支架(37)上的電機(jī)(301)，所述電機(jī)(301)的驅(qū)動(dòng)端固定的設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的c型支架(302)；所述c型支架(302)上固定的設(shè)置有兩組上下排布的攝像頭(303)，一組用于收集機(jī)器人行進(jìn)方向的正前方的圖像信息，另一組用于補(bǔ)充收集機(jī)器人行進(jìn)方向中的下方死角中的圖像信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述車(chē)輪組件(40)包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的三角擋板(401)，兩個(gè)所述三角擋板(401)之間對(duì)應(yīng)其形狀可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置有一個(gè)主動(dòng)輪(402)及兩個(gè)從動(dòng)輪(403)，一個(gè)所述主動(dòng)輪(402)及兩個(gè)所述從動(dòng)輪(403)的外周?chē)Ш咸自O(shè)有履帶(404)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件(50)包括對(duì)應(yīng)所述車(chē)輪組件(40)可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置于所述箱體(1)兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)軸(501)，所述驅(qū)動(dòng)軸(501)遠(yuǎn)離所述箱體(1)的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)的穿過(guò)對(duì)應(yīng)的所述車(chē)輪組件(40)的兩個(gè)所述三角擋板(401)的中部；所述驅(qū)動(dòng)軸(501)上固定的設(shè)置有位于兩個(gè)所述三角擋板(401)之間的驅(qū)動(dòng)齒輪(502)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(502)與所述主動(dòng)輪(402)的中部外周?chē)Ш咸自O(shè)有傳送帶(503)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械手組件(60)包括機(jī)械臂(601)及機(jī)械手爪(602)，所述機(jī)械手爪(602)與所述機(jī)械臂(601)的連接處通過(guò)支板固定的設(shè)置有深度相機(jī)(603)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種自主建圖導(dǎo)航的履帶式機(jī)器人，包括箱體、車(chē)輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手組件及建圖導(dǎo)航機(jī)構(gòu)；箱體內(nèi)部安裝中央處理模組、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)處理器，箱體尾部安裝信號(hào)傳輸接收天線；機(jī)械手組件安裝在箱體的頂面上；建圖導(dǎo)航機(jī)構(gòu)包括與中央處理模組通過(guò)線束線性連接的激光雷達(dá)、慣性測(cè)量模組、方向可調(diào)的攝像組件及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)接收天線；車(chē)輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括對(duì)稱(chēng)的設(shè)置于箱體兩側(cè)的呈三角狀的車(chē)輪組件及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪組件運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件。通過(guò)多種位于箱體中心線上的傳感器反饋信息，提高了機(jī)器人的自主建圖精度，結(jié)合呈三角狀的車(chē)輪組件使機(jī)器人在復(fù)雜的環(huán)境中也能結(jié)合實(shí)際路況自主避障或越障行進(jìn)，更好的完成任務(wù)。

技術(shù)研發(fā)人員：于磊,王曉鳴,王春光,武晉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240318
技術(shù)公布日：2024/9/17