一种四驱四转的机器人转动方法、设备及介质与流程

1.本技术涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种四驱四转的机器人转动方法、设备及介质。


背景技术：

2.由于人口红利的消失，社会需求促使移动机器人逐步取代人力，从事一些简单重复的工作。
3.现阶段，机器人广泛适用于室外道路、园区等复杂路况环境，为了使机器人适应各种复杂的环境，人们设计多种机器人的转动方法，常见的转动方法有：给机器人预设转动关节，通过高耗能电机控制转动关节转动达到控制机器人转动的目的。
4.但是，传统的通过转动关节控制机器人转动的方法对室外复杂环境的适应性差、功率消耗大以及稳定性差。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种四驱四转的机器人转动方法、设备及介质，用以解决现有的通过转动关节控制机器人转动的方法对室外复杂环境的适应性差以及功率消耗大的技术问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种四驱四转的机器人的转动方法，方法包括：检测车轮转动的预设条件是否被触发；其中，预设条件包括以下任意一项或多项：机器人与机器人前进方向上障碍物之间的第一距离小于预设距离；和/或，接收到触发指令；当预设条件被触发时，确定控制信号；其中，控制信号包括小同步带轮的旋转时间；向伺服电机发送控制信号，以使伺服电机根据旋转时间控制小同步带轮旋转，进而实现小同步带轮带动车轮转向。
7.本技术实施例提供的转动方法，通过检测预设条件是否被触发，实现了动态调整机器人的转动时机；通过约束预设条件，使机器人能够通过检测外部环境自动对当前状态进行调整，避免了机器人的全部动作都由工作人员进行指令控制，进而导致的人力资源的损耗；通过预设条件确定控制信号，实现了机器人自动获取控制信号，实现了机器人的自动化运行；通过伺服电机控制车轮转动，避免了传统的转动关节控制机器人转动带来的功率损耗，同时实现了精准控制车轮转向的效果。
8.在本技术的一种实现方式中，当预设条件为机器人与机器人前进方向上障碍物之间的距离小于预设距离时；获取机器人与第一预设方向上障碍物之间的第二距离、机器人与第二预设方向上障碍物之间的第三距离以及机器人与第三预设方向上障碍物之间的第四距离；确定第二距离、第三距离以及第四距离中的最大值，以确定最大值对应的预设方向；将最大值对应的预设方向，确定为车轮旋转的操作方向；根据操作方向，确定小同步带轮的旋转时间；获取旋转时间对应的控制信号。
9.本技术实施例提供的转动方法，通过检测机器人与四周障碍物的距离，使机器人
自动对旋转方向进行自动化判断，实现了机器人的自动化操作。
10.在本技术的一种实现方式中，当预设条件为接收到触发指令时；根据触发指令中的操作方向，确定小同步带轮的旋转时间，进而确定触发指令对应的控制信号。
11.在本技术的一种实现方式中，伺服电机根据控制信号，确定小同步带轮的旋转时间；基于旋转时间，伺服电机驱动小同步带轮转动，同时通过小同步带轮的转动带动同步带转动，以通过同步带带动大同步带轮转动，进而通过大同步带轮的转动带动车轮的转向。
12.本技术实施例提供的转动方法，通过伺服电机控制同步带的旋转时间，实现了精确的控制小同步带轮带动大同步带轮的转动程度，进而使大同步带轮能够精确的带动车轮转动。
13.在本技术的一种实现方式中，实时获取液压阻尼弹簧减震器上传的振动值，并当振动值大于预设振动阈值时，生成更换液压阻尼弹簧减震器的指令；将更换液压阻尼弹簧减震器的指令发送给机器人对应的维护终端；其中，液压阻尼弹簧减震器用于吸收路面颠簸产生的振动。
14.在本技术的一种实现方式中，车轮至少包含两个液压阻尼弹簧减震器以及一个稳定杆；稳定杆与两个液压阻尼弹簧减震器连接，用于保持两个液压阻尼弹簧减震器之间的平衡。
15.在本技术的一种实现方式中，在预设时间段内，接收到伺服电机上传的完成指令时，发送调动指令给驱动电机；以触发驱动电机驱动车轮；其中，调动指令至少包括以下任意一项或多项：运行指令、急停指令、减速指令、急刹车指令、慢刹车指令以及点刹指令。
16.在本技术的一种实现方式中，在预设时间段内，未接收到伺服电机上传的完成指令时，生成报警指令，并发送给机器人对应的维护终端。
17.第二方面，一种四驱四转的机器人的控制设备，其特征在于，设备包括处理器、存储器和存储在存储器上的执行指令，执行指令设置成在被处理器执行时能够使设备执行上述的任一项的转动方法。
18.第三方面，一种非易失性计算机存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令执行上述的一种四驱四转的机器人的转动方法。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
20.图1为本技术实施例提供的一种四驱四转的机器人的部分结构三维示意图；
21.图2为本技术实施例提供的一种四驱四转的机器人的部分结构截面示意图；
22.图3为本技术实施例提供的一种四驱四转的机器人的转动方法流程图；
23.图4为本技术实施例提供的一种四驱四转的机器人的控制设备内部结构示意图。
24.标号说明：
25.4、小同步带轮；5、轴承；10、同步带；11、伺服电机；12、涨紧轴；13、定轴；14、伺服安装支架；24、大同步带轮；25、轮毂法兰；27、液压阻尼弹簧减震器；28、车轮；29、转轴；30、轴承；31、稳定杆。
具体实施方式
26.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
27.目前，人口红利已经消失，从2003年开始，就出现了民工荒，到现在已经有17、18年了。未来5年，预计每年将减少1000万劳动力，劳动力短缺将成为常态。每年减少1000万，10年就是一个亿。与此同时，社会经济对劳动力的需求持续扩张，工资成本将越来越高。社会需求推动机器人产业快速的发展，机器人取代人工将是一个社会发展趋势。社会需求促使移动机器人逐步取代人力，从事一些简单重复的工作，本发明机器人广泛适用于室外道路、园区等复杂路况环境，能够应用于园区巡检、配送、物流搬运、仓库配送、移动销售等行业，产品通用化高，安全可靠性强，能显著的提高智能化、自动化程度，具有很高的应用前景。
28.本技术实施例提供了一种四驱四转的机器人的转动方法、设备及介质，用来解决传统机器人对室外复杂环境适应性差、功率消耗大、可靠性低、稳定性差等问题。
29.其中，实施例提供了一种四驱四转的机器人的结构，如图1或图2所示。
30.如图1所述，包括小同步带轮4、同步带10、伺服电机11、定轴13、伺服安装支架14、大同步带轮24、轮毂法兰25、液压阻尼弹簧减震器27、车轮28、转轴29、稳定杆31。
31.伺服电机11安装在伺服安装支架14中，伺服电机11与小同步带轮4连接，用于接收服务器的控制指令，以根据控制指令中的旋转时间控制小同步带轮4的旋转；
32.小同步带轮4还分别与同步带10以及大同步带轮24连接；用于在伺服电机的驱动下旋转，而小同步带轮4的旋转能够带动同步带10旋转，同步带10的旋转能够带动大同步带轮24旋转；
33.大同步带轮24还与车轮28相连；用于控制车轮28的操作方向；
34.定轴13还与转轴29相连，用于传递操作方向；
35.液压阻尼弹簧减震器27分别与车轮以及稳定杆31相连，用于给车轮28减震；需要说明的是，每个车轮具有两个液压阻尼弹簧减震器27，且液压阻尼弹簧减震器分别连接在稳定杆的左侧和/或右侧；
36.稳定杆31还与车轮28相连，用于固定液压阻尼弹簧减震器27，以及用于避免车轮28的倾斜。
37.如图2所示，还包括轴承5、涨紧轴12、轴承30；
38.其中，轴承5与小同步带轮4相连，用于支撑小同步带轮4、伺服电机11以及伺服安装支架14；
39.涨紧轴12与同步带10相连，用于调整同步带10的松紧程度；
40.轴承30与大同步带轮24相连，用于支撑轴承30上部的组件。
41.另外，在本技术实施例中提出的一种四驱四转的机器人的转动方法，其执行主体是服务器。
42.下面通过附图对本技术实施例提出的技术方案进行详细的说明。
43.图3为本技术实施例提供的一种四驱四转的机器人的转动方法。如图3所示，本技术实施例提供的处理方法，主要包括以下步骤：
44.步骤101、检测控制车轮28转动的预设条件是否被触发。
45.需要说明的是，本技术中的机器人为四驱四转机器人，即，具有四个车轮28。预设条件用于判断机器人是否需要转向，且预设条件的触发方式分为自动触发和被动触发。
46.具体地，自动触发式的预设条件为：服务器实时检测机器人与机器人前进方向上障碍物之间的第一距离是否小于预设距离，当第一距离小于预设距离时，机器人如果继续前进将要碰撞到障碍物；此时，机器人将会确定预设条件被触发。进一步，需要说明的是，预先在机器人上安装了多个红外传感器，其中，红外传感器用于检测机器人与障碍物之间的距离，且至少有一个红外传感器用于检测机器人与机器人前进方向的障碍物的第一距离，并通过该红外传感器将第一距离上传给服务器。
47.另外，被动触发式的预设条件为：服务器接收到外部传输的触发指令，其中，该触发指令是该机器人配对的控制装置生成的，且控制装置可以为遥控器、电脑终端以及手机终端等。
48.具体地，服务器实时接收检测第一距离的红外传感器上传的距离数据，判断第一距离是否小于预设距离。当小于预设距离时，服务器判定预设条件被触发，服务器确定机器人需要转向。以及，当服务器接收到外部传输的触发指令时，预设条件被触发，服务器确定机器人需要转动。
49.步骤102、当预设条件被触发时，确定控制信号。
50.需要说明的是，预设条件包含机器人被触发转向的原因，服务器可以根据预设条件确定机器人的操作方向；此外，当服务器判断出预设条件对应的操作方向时，存在操作方向与旋转时间的第一对应关系，服务器将该操作方向带入第一对应关系中，来获取该操作方向对应的旋转时间；以及服务器预存了若干条机器人的控制信号，以及控制信号与旋转时间的第二对应关系。进而服务器将该旋转时间带入第二对应关系中，来获取该旋转时间对应的控制信号。
51.具体地，通过步骤101，服务器确定预设条件被触发，服务器确定机器人需要转向，此时，服务器需要获取机器人转动的操作方向；如果预设条件被触发的原因是服务器接收到外部的触发指令，由于触发指令包含操作方向，服务器直接获取触发指令中的操作方向，将该操作方向作为操作方向带入第一对应关系中，以获得该触发指令对应的旋转时间；进而将该旋转时间带入第二对应关系中，以获得该触发指令对应的控制信号。
52.如果预设条件被触发的原因是机器人与机器人前进方向上障碍物之间的第一距离小于预设距离，那么服务器将会开启探测模式。
53.具体地，在机器人上预先安装至少4个红外传感器，用于探测机器人与机器人前进方向的障碍物的第一距离、机器人与第一预设方向的障碍物的第二距离、机器人与第二预设方向的障碍物的第三距离以及机器人与第三预设方向的障碍物的第四距离。需要说明的是，相邻的两个红外传感器之间的夹角为120
°
。服务器获取第一预设方向、第二预设方向以及第三预设方向对应的红外传感器检测的距离数据(第二距离、第三距离以及第四距离)；其中，第一预设方向对应第二距离；第二预设方向对应第三距离；第三预设方向对应第四距离。判断第二距离、第三距离以及第四距离中最大的数值。由于最大数值对应的预设方向与障碍物之间的距离最远。因此，服务器将最大数值对应的预设方向设置为机器人将要转向的操作方向。
54.在服务器确定机器人旋转的操作方向后，服务器获取操作方向与旋转时间的第一对应关系，服务器将该操作方向带入该第一对应关系中，以获得该操作方向对应的旋转时间，进而服务器将该旋转时间带入第二对应关系中，以获得发送给伺服电机的控制信号。
55.步骤103、向伺服电机发送控制信号，以使伺服电机根据旋转时间控制小同步带轮旋转，以实现小同步带轮带动车轮转向。
56.需要说明的是，控制信号包含伺服电机11驱动小同步带轮4的旋转时间。由于伺服电机11驱动小同步带轮4匀速旋转，因此在固定时间段内，服务器可以通过控制伺服电机11驱动小同步带轮4的旋转时间，达到精确控制同步带10旋转长度的目的，进而可以实现精确控制同步带10驱动大同步带10轮旋转，进而实现精确控制车轮28转向角度的目的。
57.具体地，服务器向伺服电机11发送具有旋转时间的控制信号，伺服电机11接收到控制信号后，驱动小同步带轮4作业，且作业时长为旋转时间时长；在旋转时间时长内，伺服电机11接受控制信号并开始转动，伺服电机11驱动小同步带轮4，通过同步带10传递到大同步带轮24，进而带动转轴29转动，实现车轮28的转动，从而控制四轮转向，以实现精准转向的目的。
58.此外，需要说明的是，在伺服电机11完成驱动小同步带轮4作业后，伺服电机11将会向服务器发送完成指令，以使服务器确定伺服电机11完成车轮28的转向作业。如果在预设时间段内，服务器没有接收到伺服电机11上传的完成指令，服务器确定伺服电机11出现故障，将会向该机器人对应的维护终端发送报警指令，以使维护终端对该机器人进行维护。如果在预设时间段内，服务器接收到伺服电机11上传的完成指令，服务器将发送包含“运行”的调动指令给驱动电机，使驱动电机驱动机器人继续向前移动作业。需要说明的是，调动指令用于控制机器人的运行状态，以及调动指令还包括急停指令、减速指令、急刹车指令、慢刹车指令以及点刹指令。需要说明的是，预设时间可以是任意可行的时间段，本领域技术人员可以通过多次实验，来确定预设时间的具体数据。
59.在机器人的转向或运行过程中，可能存在路面颠簸的情况，本技术中的机器人采用液压阻尼弹簧减震器27支撑机器人车身的重量，承受负载及外部负载；液压阻尼弹簧减震器27在通过路障及坑洼路面时吸收路面颠簸产生的振动，保持机器人的平稳运行；液压阻尼弹簧减震器27使车轮28通过路障及坑洼路面时能够均匀着地，保持轮胎与地面的附着力。
60.需要说明的是，在液压阻尼弹簧减震器27上预先安装有震感传感器，其中，震感传感器用于实时检测当前液压阻尼弹簧减震器27产生的振动值，并将该振动值发送给服务器。当服务器检测到该振动值大于预设振动阈值时，服务器确定液压阻尼弹簧减震器27出现故障，生成更换液压阻尼弹簧减震器27的指令，并将该指令发送给机器人对应的维护终端，以使维护终端对该机器人进行安全检测。
61.另外，为了使液压阻尼弹簧减震器27的减震效果更佳，本技术中的每个车轮28至少包含两个液压阻尼弹簧减震器27，以及一个稳定杆31，两个液压阻尼弹簧减震器27分别连接与稳定杆31的左右两侧，用于保持两个液压阻尼弹簧减震器27之间的平衡。机器人在通过路障及坑洼地面时，车轮28绕轮轴前后倾斜，液压阻尼弹簧减震器27跳动不一致，两侧液压阻尼弹簧减震器27会压向稳定杆31，稳定杆31就会发生扭曲，杆身的弹力会阻止车轮28抬起，防止车身发生过大的纵向倾斜，从而使车身尽量保持平衡，起到纵向稳定的作用。
62.除此之外，本技术实施例还提供了一种四驱四转的机器人的控制设备，如图4所示，设备包括处理器，及存储器，其上存储有可执行指令，在该可执行指令被执行时，实现如上述的一种四驱四转的机器人的控制方法。具体地，服务器端通过总线向存储器发送执行指令，当存储器接收到执行指令时，通过总线向处理器发送执行信号，以激活处理器。
63.需要说明的是，处理器用于检测车轮转动的预设条件是否被触发；其中，预设条件包括以下任意一项或多项：机器人与机器人前进方向上障碍物之间的第一距离小于预设距离；和/或，接收到触发指令；当预设条件被触发时，确定控制信号；其中，控制信号包括小同步带轮的旋转时间；向伺服电机发送控制信号，以使伺服电机根据旋转时间控制小同步带轮旋转，进而实现小同步带轮带动车轮转向。
64.另外，本技术实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，其上存储有可执行指令，在该可执行指令被执行时，实现如上述实施例提供的一种四驱四转的机器人的转动方法。
65.本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
66.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。