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专利名称：	适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法
摘要：	本发明公开了一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人及作业方法，包括底盘主体和与底盘主体连接的悬挂避震机构、悬挂高度整定机构、电气驱动和控制机构，悬挂避震机构和悬挂高度整定机构均设置有两套，两套悬挂避震机构分别设置于底盘主体的两侧，每套悬挂避震机构通过一套悬挂高度整定机构与电气驱动和控制机构连接。通过悬挂高度整定机构实现左右两套悬挂避震机构相对底盘主体的独立高度调整，保证在对悬挂避震机构高度调整时的动力换向和持续输出；通过设置姿态感知机构感知机器人行进途中姿态变化，反推路况凹凸情况，实时控制调整悬挂避震机构高度，保证平稳性，提高越障性能，提高了移动平台的自适应性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东国兴智能科技股份有限公司
发明人：	鲍明松;刘文涛;李希彬;孙洪秀;段立夫;郑安;赵林萍
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910800351.3
公开号：	CN110466633A
代理机构：	济南舜科知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	徐娟
分类号：	B62D55/116(2006.01);B;B62;B62D;B62D55
申请人地址：	264006 山东省烟台市经济技术开发区香港路18号
主权项：	1.适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，包括底盘主体、悬挂避震机构、悬挂高度整定机构、电气驱动和控制机构，所述悬挂避震机构、悬挂高度整定机构、电气驱动和控制机构均与底盘主体连接，悬挂避震机构和悬挂高度整定机构均设置有两套，两套悬挂避震机构分别设置于底盘主体的两侧，每套悬挂避震机构通过一套悬挂高度整定机构与电气驱动和控制机构连接。 2.如权利要求1所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述底盘主体包括机架、壳体、悬挂过渡板，壳体设置于机架上，机架两侧均连接悬挂过渡板。 3.如权利要求1或2所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述两套悬挂避震机构分别设置于底盘主体两侧的悬挂过渡板上，每套悬挂避震机构包括悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构、履带，悬挂侧板通过支架与悬挂高度整定机构连接；悬挂侧板上设置有驱动轮、轮系机构用以驱动、支撑履带，避震机构设置于悬挂侧板上。 4.如权利要求1或2所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述悬挂高度整定机构设置于底盘主体的机架与悬挂过渡板之间，每套悬挂高度整定机构包括悬挂高度调整机构和动力自适应传递机构。 5.如权利要求4所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述每套悬挂高度调整机构包括转轴、调整座、滑杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、丝杠、升降电机、调整块、升降连杆，调整座设置在机架内侧，调整座的一侧竖直方向上设置有槽口，槽口内设有能够上下滑动的滑杆，滑杆的下端与升降连杆的一端连接，升降连杆呈L形结构，升降连杆的另一端与悬挂过渡板连接固定；滑杆的上端连接第三连杆的一端，槽口的上端与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端、第二连杆的一端、第三连杆的中部通过转轴铰接，第一连杆、第二连杆和第三连杆呈交叉连接状，第三连杆的另一端设置有滑块，滑块下端面设置有升降电机，第二连杆的另一端设置有调整块，调整块为丝杆螺母，内部有螺纹结构，调整块与丝杠配合连接，丝杠垂直穿过第三连杆端部的滑块，丝杠的下端与升降电机的输出轴连接。 6.如权利要求4所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述动力自适应传递机构包括第一换向机构、传动伸缩机构、第二换向机构，第一换向机构的输入端与电机连接，第一换向机构的输出端通过传动伸缩机构与第二换向机构的输入端连接，第二换向机构的输出端与驱动轮连接。 7.如权利要求1或2所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人，其特征在于，所述电气驱动和控制机构包括控制机构、姿态感知机构、电机驱动机构、电机、电池、障碍物感知机构，控制机构、姿态感知机构、电机驱动机构、电机、电池均设置于机架内部，控制机构连接姿态感知机构、电机驱动机构、障碍物感知机构以及悬挂高度整定机构中的升降电机，电机驱动机构连接电机，电机数量为两套，对称布置，两套电机的输出轴各自连接悬挂高度整定机构中的两套第一换向机构，电池与机器人内部的各耗电元件连接，障碍物感知机构为测距传感器或激光雷达，障碍物感知机构安装在机架前方的壳体上。 8.一种适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人的作业方法，其特征在于，包括特种机器人经过平坦路况的路面运动作业方法以及特种机器人经过“_ˉ”型或“ˉ_”型左右高度差异的路面运动作业方法。 9.如权利要求8所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人的作业方法，其特征在于，所述特种机器人经过平坦路况的路面运动作业方法包括以下步骤： (1)控制机构控制悬挂高度整定机构中的升降电机保持自持力不动作，此时底盘主体两侧的悬挂避震机构相对底盘主体处于同一高度水平； (2)控制机构控制电气驱动和控制机构中的电机驱动机构驱动两套电机分别转动，动力经电机转轴输出轴传递到第一换向机构，继续通过传动伸缩机构到达第二换向机构，从驱动悬挂避震机构中的驱动轮运动； (3)驱动轮转动后，拖动履带转动，进而带动其它轮系机构旋转，形成对履带连续转动，从而带动底盘主体运动； (4)控制机构通过改变上述运动过程中左右两套电机的转向和方向，从而完成底盘主体的直线前进、直线后退、转弯或原地转圈运动。 10.如权利要求8所述的适用于恶劣环境的悬挂高度自适应特种机器人的作业方法，其特征在于，所述特种机器人经过“_ˉ”左低右高型或“ˉ_”左高右低型左右高度差异的路面运动作业方法包括以下步骤： (1)特种机器人经过“_ˉ”左低右高型路面时，左侧的悬挂避震机构会下陷接触地面，而右侧的悬挂避震机构则会保持一个相对较高的高度，底盘主体发生向左偏转，具体作业步骤如下： 1)控制机构通过姿态感知机构采集到底盘主体已经开始发生轻微向左倾斜时，控制机构开始控制悬挂高度整定机构中左侧的升降电机转动； 2)左侧的升降电机转动时，带动丝杠旋转，经过联动作用，滑杆在调整座内向下运动，带动升降连杆以及与之相连的左侧的悬挂避震机构相对机架向下进行高度调整； 3)此时，左侧的悬挂避震机构及其内部的悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构和外部的履带高度整体增加，从而反向补偿向左倾斜的底盘主体； 4)在悬挂高度调整过程中，控制机构还实时控制两侧的电机转动，动力经第一换向机构、传动伸缩机构和第二换向机构驱动悬挂避震机构中的驱动轮运动；其中传动伸缩机构保证悬挂高度整定机构在进行悬挂高度调整时的动力换向、传动延长以保证动力持续输出； 5)进一步的，当上述调整过程不足以反向补偿底盘主体向左倾斜的趋势或速度时，控制机构控制悬挂高度整定机构中右侧的升降电机转动，经过上述步骤1)-步骤4)的过程后，右侧的悬挂避震机构及其内部的悬挂侧板、驱动轮、其它轮系机构、避震机构和外部的履带高度整体减小，从而反向补偿向左倾斜的底盘主体，完成上述的悬挂高度补偿后，底盘主体可在“_ˉ”型路面保持相对水平运动； (2)特种机器人经过“ˉ_”左高右低型路面时，右侧的悬挂避震机构会下陷接触地面，而左侧的悬挂避震机构则会保持一个相对较高的高度，底盘主体发生向右偏转，具体作业步骤与上述步骤(1)的作业步骤相反； (3)特种机器人经过其它左右高度差异路面时，底盘主体运动过程中，由于经过左右高度差的路面会使底盘主体发生水平偏转，该偏转动作会通过姿态感知机构感知到并上传至控制机构分析并决策控制左右两侧的悬挂高度整定机构，从而对刚刚开始偏转的底盘主体左右高度独立补偿，同时还可配合障碍物感知机构完成左右两侧悬挂避震机构同时高度补偿，完成越障。
所属类别：	发明专利