專利名稱：自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機器人工程領域。
背景技術：
搖臂式六輪獨立驅(qū)動機器人在月球探測、火星探測方面得到了應用。該 機器人具有機動性能高的優(yōu)點，非常適合野外探測等場合使用。但是該機器 人的俯仰角由左右臂角平分機構來確定。即使該機器人行走在平整的坡面上， 其俯仰角也與前向坡面平行，同時側向姿態(tài)完全由地面?zhèn)认蚱露葲Q定。所以 該機器人不能根據(jù)坡度調(diào)整其俯仰角及橫滾角，因而其穩(wěn)定性及機動性能受 到了很大限制，也同時限制了該機器人用于高速越野當中。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種自平衡式六輪獨立驅(qū)動結構機器人，通過 前后車輪受力不同檢測車體俯仰姿態(tài)來調(diào)整車體的俯仰角、同時通過左右搖 臂主動調(diào)節(jié)機器人橫滾角度達到車體側向自平衡的目的。
本實用新型的解決方案是自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人由電氣控制系 統(tǒng)單元及與其通信連接的移動機構、平衡探測機構、視覺系統(tǒng)單元、紅外測 距單元、遙控單元，以及與各機構、單元連接的供電單元和承載以上各機構、 單元的車體構成，其特征在于所述的移動機構由均可獨立動作的左右六連 桿搖臂和前后柔性六連桿搖臂3組成，具有六個車輪4，左右側六連桿搖臂各 帶有兩個車輪4，前后側柔性六連桿搖臂各帶有1個車輪4:
1)左右側六連桿搖臂結構相同，皆由連桿L1-L8、轉(zhuǎn)動副R1-R10、電機M1-M5、 側前車輪和側后車輪、壓簧1和壓簧2組成連桿Ll和連桿L3、連桿L2和 連桿L4分別通過轉(zhuǎn)動副R2、轉(zhuǎn)動副R3軸連，連桿Ll和連桿L2通過轉(zhuǎn)動 副R1軸連，且R1固定在車體的B1的位置，連桿L1和連桿L2的另外一頭 分別通過轉(zhuǎn)動副R4和轉(zhuǎn)動副R5與連桿L5和連桿L6的中部軸連，連桿L5 和連桿L6的一頭通過轉(zhuǎn)動副R6軸連，且R6固定在車體的B2的位置，連桿 L5和連桿L6另外一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R7和轉(zhuǎn)動副R8軸接連桿L7和連桿L8，連桿L7和連桿L8的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R9和轉(zhuǎn)動副R10接側前車 輪和側后車輪;在轉(zhuǎn)動副Rl處設置可使連桿Ll和L3張開或收攏的姿態(tài)控制 電機Ml，在轉(zhuǎn)動副R7和轉(zhuǎn)動副R8處分別設可使側前車輪和側后車輪獨立 轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向電極M2和M3，在轉(zhuǎn)動副R9和轉(zhuǎn)動副R10處分別設可使側前車 輪和側后車輪獨立轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機M4和M5;在車體的B3和B4的位置分別 設置當六連桿搖臂收攏時壓緊側前車輪和側后車輪的壓簧1和壓簧2; 2)前后側柔性六連桿搖臂結構由滑桿L9、連桿L10-L15、轉(zhuǎn)動副R11-R21、 電機M6-M10、彈簧SP1和彈簧SP2、棱柱副P1和棱柱副P2、絲杠S1、前 車輪和后車輪、壓簧3和壓簧4組成滑桿L9的中部通過絲杠Sl固定于車 體的B5的位置，且通過轉(zhuǎn)動副R17與固定在絲杠Sl上的、可使滑桿L9相 對絲杠Sl上下移動的姿態(tài)控制電機M6連接，滑桿L9上對稱依次分別套有 彈簧SP1和SP2、轉(zhuǎn)動副Rll和R12、棱柱副Pl和棱柱副P2，轉(zhuǎn)動副Rll 和R12分別與連桿L10和L11的一頭軸連，LlO和Lll的另一頭分別通過轉(zhuǎn) 動副R13和R14與連桿L12和L13的一頭軸連，連桿L12和L13的中部分別 與固定在車體的B5和B6的位置轉(zhuǎn)動副R15和R16軸連，連桿L12和L13 的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R20和R21與連桿L15和L16的一頭軸接，L15和 L16的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R18和R19與前車輪和后車輪軸接，在轉(zhuǎn)動副 R18和R19處分別設置有可使前車輪和后車輪獨立轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機M9和 MIO，在轉(zhuǎn)動副R20和R21處分別設置有可使前車輪和后車輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn) 向電機M7和M8，在車體的B8和B9的位置分別設有當前車輪和后車輪收攏 時可壓緊前車輪和后車輪的壓簧3和壓簧4。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的車輪4為著地面為弧形的寬厚鼓形車輪。 自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的視覺系統(tǒng)單元包括遠景立體視覺系統(tǒng)、 前側立體視覺系統(tǒng)、后側立體視覺系統(tǒng)、太陽測量立體視覺系統(tǒng)；遠景立體 視覺系統(tǒng)、前側立體視覺系統(tǒng)、后側立體視覺系統(tǒng)、太陽測量立體視覺系統(tǒng) 各包含兩個測量相機8;其中，遠景立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機8通過桅桿 7安裝在車體頂部，前側立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機8水平安裝在車體前面的中部，后側立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機8水平安裝在車體后面的中部，
太陽測量立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機8安裝在車體的頂部。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的電氣控制系統(tǒng)單元的核心控制器件采用 PC104+嵌入式計算機,PC104+嵌入式計算機通過網(wǎng)絡總線與X波段/S波段收 發(fā)器連接，經(jīng)全向天線10及高增益天線13與遙控操作計算機相連接，作為 遙控單元；PC104+嵌入式計算機通過RS485串口總線與垂直陀螺連接，作為 平衡探測機構；PC104+嵌入式計算機通過PCI總線連接Cameralinker接口板 接收Cameralinker復路器傳來的6路測量相機8的信息，以及PC104+嵌入式 計算機通過PCI總線連接CAN接口板，通過CAN總線接收太陽相機12的信 號，作為視覺系統(tǒng)單元；PC104+嵌入式計算機通過PCI總線連接CAN接口 板，通過CAN總線控制移動機構中的姿態(tài)控制電機、車輪轉(zhuǎn)向電機、車輪驅(qū) 動電機；PC104+嵌入式計算機通過PCI總線連接模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器板接收多路 紅外測距器9的信號，作為紅外測距單元；電氣控制系統(tǒng)單元中含有為電氣 控制系統(tǒng)單元提供系統(tǒng)電源的PC104電源模塊，PC104電源模塊通過PCI總 線與PC104+嵌入式計算機連接。。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的供電單元由太陽能電池板6、充電器、 1000VA24VDC動力鋰電池、電源供配電系統(tǒng)組成，太陽能電池板6經(jīng)充電器 接到電源供配電系統(tǒng)；1000VA24VDC動力鋰電池接入電源供配電系統(tǒng)； 1000VA24VDC動力鋰電池和電源供配電系統(tǒng)通過PC104電源模塊為電氣控 制系統(tǒng)單元提供系統(tǒng)電源；PC104+嵌入式計算機通過模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器板輸出 模擬信號控制電源供配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，并控制其通過DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器提 供5.7V、 12V、 24V直流電源，分別為紅外測距器9、測量相機8、移動機構 中的各類電機供電。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的轉(zhuǎn)向電機、驅(qū)動電機及姿態(tài)控制電機采 用無刷力矩電機，該電機配有諧波減速箱和具有力矩控制模式、速度控制模 式、位置控制模式、CAN通信功能的電機控制器。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的紅外測距單元中，在車體5的前后側各安裝9個紅外測距器。
本實用新型的有益效果是采用上述方案后，(1)由于采用6個獨立驅(qū)
動的車輪4，機器人具有很好的機動特性，越障高度超過3倍車輪半徑、越坑 寬度超過兩個車輪半徑。(2)由于采用左、右側六連桿搖臂及前后柔性六連 桿搖臂，高低溫環(huán)境產(chǎn)生的結構變形對機器人結構運動的影響很小。(3)六 個車輪4具有展與收攏功能，可以適應深空探測機器人在發(fā)射時結構壓緊的 要求。(4)在坡面上，該機器人結構能夠自動調(diào)整重心，從而大大提高了安 全性能。(5)車輪4受力平衡，可以充分利用驅(qū)動電機的功率實現(xiàn)大力矩牽 引控制，也有助于降低車體的整體質(zhì)量。

圖l是機器人結構示意圖2是左右側六連桿搖臂結構示意圖3是收攏時的左右側六連桿搖臂結構示意圖4是前后柔性六連桿搖臂結構示意圖5是收攏時的前后柔性六連桿搖臂結構示意圖6是自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人外形結構示意圖7是左右側六連桿搖臂、前后柔性六連桿搖臂與車體連接關系圖8是車輪4結構示意圖
圖9是機器人電氣系統(tǒng)結構原理圖。
圖6中1、左側六連桿搖臂，2、右側六連桿搖臂，3、前后柔性六連桿搖 臂，4、車輪，5、車體，6、太陽能電池板，7、桅桿，8、測量相機，9、紅 外測距器，10、全向天線，11、遠景立體視覺系統(tǒng)，12、太陽相機，13、高 增益天線，14、方向電機。
具體實施方式

自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人總體結構關系如圖1所示。
自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的移動機構結構如圖2-圖5所示。
1.圖2和圖3中的左、右側六連桿搖臂由連桿L1-L8、轉(zhuǎn)動副R1-R10、電機M1-M5、側前車輪和側后車輪、壓簧1和壓簧2組成。左右側六連桿搖臂 通過轉(zhuǎn)動副R1、 R6與車體的B1、 B2位置固連。左、右側六連桿搖臂是主動 式平衡臂，通過力矩電機M1控制連桿L1和L2張開角度，從而控制車輪4與 車體底盤高度，并可實現(xiàn)車輪4的收攏與展開功能。電機M2、 M3為側前車輪、 側后車輪的方向電機14，電機M4、 M5為側前車輪、側后車輪的驅(qū)動電機。
通過力矩電機Ml控制連桿Ll和L2展開或收攏時，六連桿搖具有兩個自 由度， 一個是Ll和L2相對動轉(zhuǎn)的自由度及連桿Ll和L2相對車體一體轉(zhuǎn)動 的自由度。當力矩電機M1控制連桿L1和L2相對角度不變時，連桿L1和L2 也能相對車體一體轉(zhuǎn)動。在側前車輪、側后車輪下的地面不平時，六連桿搖 臂通過相對車體的轉(zhuǎn)動以適應地形的變化。
圖3是力矩電機Ml控制連桿Ll和L2收攏直至車輪4與車體B3、車體 B4位置的壓簧1、壓簧2相接觸時車輪4壓緊時的狀態(tài)，從而實現(xiàn)車輪4的 壓緊功能，以滿足月球車、火星車等在發(fā)射過程中的要求。
2.圖4和圖5所示的前后柔性六連桿搖臂3由滑桿L9、連桿L10-L15、 轉(zhuǎn)動畐ij R11-R21、電機M6-M10、彈簧SP1和彈簧SP2、棱柱副Pl和棱柱副P2、 絲杠S1、前車輪和后車輪、壓簧3和壓簧4組成。由于車體重力及地面對車 輪4作用力，前車輪、后車輪分別向上或向下或同時向下或向上運動時，前 后柔性六連桿搖臂3相對車體轉(zhuǎn)動，而棱柱副Pl、 P2在滑桿L9方向的作用 力始終保持相等，棱柱副P1、 P2在滑桿L9上滑動，決定其在滑桿L9上的位 置，從而決定滑桿L9的俯仰角度，即決定了車體的俯仰角度。因而該柔性六 連桿搖臂可以根據(jù)車輪4的作用力調(diào)整車體俯仰角度。
電機Ml驅(qū)動絲桿Sl調(diào)整滑桿L9的高度，從而控制了前車輪與后車輪的 展開與收攏。當電機M1驅(qū)動絲桿S1調(diào)整滑桿L9的高度一定時，該柔性六連 桿搖臂具有兩個自由度，即前車輪和后車輪可同時向同一方向轉(zhuǎn)動或同時向 相反方向轉(zhuǎn)動。如圖5所示，當電機M1驅(qū)動絲桿S1調(diào)整滑桿L9的高度足夠 小時，前車輪和后車輪與車體B8和B9處壓簧1和壓簧2接觸，從而實現(xiàn)車 輪4與車體5的壓緊功能。電機M7、 M8分別為前車輪和后車輪的方向電機14，電機M9、 M10分別為 前車輪和后車輪的驅(qū)動電機。
3. 自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人采用圖8所示的寬厚鼓形車輪4， 一方 面是保證車輪4與軟質(zhì)地面具有較大的接觸面，比如在沙質(zhì)或土質(zhì)路面上行 走時具有較大的牽引力，而在磚石路面上行走時車輪4與地面具有較小的接 觸面及較小的牽引力。另一方面是要利于機器人保持平衡。當一側車輪地面 抬高時，地面與車輪接觸位置向內(nèi)側移動，當一側車輪地面降低時，地面與 車輪接觸位置向外側移動。而車輪與地面接觸的實際高度會減小，有利于機 器人的平衡及機動性能的提高。
4. 自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人外形結構如圖6所示。該機器人包括 左側六連桿搖臂l、右側六連桿搖臂2、前后柔性六連桿搖臂3、 6個后車輪、 車體5、太陽能電池板6、桅桿7、避障用的前后側立體視覺系統(tǒng)(各包括兩 個測量相機8)、前后側紅外測距單元(前后側各安裝9個紅外測距器9)、全 向天線IO、遠景立體視覺系統(tǒng)ll、太陽相機12、高增益天線13、 6個方向電 機14、 6個車輪的驅(qū)動電機與電機控制器內(nèi)置于車輪4中。2個姿態(tài)控制電機 電機M1、 M6安裝于車體5內(nèi)。
左右側六連桿搖臂l、右側六連桿搖臂2、前后柔性六連桿搖臂3與車體 5連接關系如圖7所示，圖中標出了位置Bl-位置B9在車體中的位置。
5. 自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人移動系統(tǒng)的電氣結構如圖9所示。6個 車輪方向電機、6個車輪驅(qū)動電機及2個姿態(tài)控制電機采用無刷力矩電機，配 諧波減速箱及具有CAN通信功能的電機控制器。電機控制器具有力矩控制 模式、速度控制模式、位置控制模式。諧波減速箱和電機控制器采用現(xiàn)有的 產(chǎn)品。自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人的電氣控制系統(tǒng)單元采用核心控制器件 為PC104+嵌入式計算機的控制系統(tǒng)。該計算機系統(tǒng)包括1個電源模塊、1個 DIO模塊、1個AD/DA模塊、1個CAN通信模塊、1個Cameral inker模塊。主 電源包括3塊太陽能電池板6、 l只動力鋰電池、l個供配電系統(tǒng)。供配電 系統(tǒng)根據(jù)實際要求，按照常規(guī)技術來制作。電源系統(tǒng)由太陽能電池板6、充電器及1000VA24VDC動力鋰電池組成。電 源經(jīng)供配電系統(tǒng)對系統(tǒng)進行管理，并經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換成為5. 7V、 12V供18個紅 外測距器、8只測量相機使用。24V母線電壓由電源供配電系統(tǒng)向各類電機供 電。視覺系統(tǒng)由一個遠景立體視覺系統(tǒng)、前側立體視覺系統(tǒng)、后側立體視覺 系統(tǒng)、太陽測量立體視覺系統(tǒng)組成。遠景立體視覺系統(tǒng)、前側立體視覺系統(tǒng)、 后側立體視覺系統(tǒng)通過Cameralinker分路器與Cameralinker接口板連接； 左、右搖臂姿態(tài)控制電機、車輪方向電機、車輪驅(qū)動電機、太陽測量立體視 覺系統(tǒng)中的太陽相機通過C認總線與CAN接口板連接。通過網(wǎng)絡總線與X波 段/S波段收發(fā)器連接，經(jīng)全向天線10及高增益天線13與遙操作計算機相連 接。平衡探測機構中垂直陀螺通過RS485串口總線與PC104+嵌入式計算機通 信。
6. 該機器人結構參數(shù)如下
圖2和圖3中左右六車桿搖臂設計參數(shù)丄1 =丄2 = 240附附、Z3 = Z4 = 240wm、 i5 = Z6 = 380ww、 Z7 = Z8 = 140mw
圖4和圖5中前后柔性六車桿搖臂設計參數(shù)Zl = 440mm、丄2 =丄3 = 120附附、 ￡4 =丄5 = 、 Z6 = Z7 = 140/ww
圖7中車體與搖臂連接設計參數(shù)(在圖5中已標注)
圖8中車輪4設計參數(shù)Z = 200ww、 Z>1 = 240mm 、 ￡>2 = 190ww
7. 該機器人機動性能如下越障高度0.28m;越坑寬度0.20m;爬坡
能力35°;最高移動速度0. 5m/s;車體重量55Kg;承載重量55Kg;轉(zhuǎn) 變半徑小于0. 2m。
權利要求1. 自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，由電氣控制系統(tǒng)單元及與其通信連接的移動機構、平衡探測機構、視覺系統(tǒng)單元、紅外測距單元、遙控單元，以及與各機構、單元連接的供電單元和承載以上各機構、單元的車體構成，其特征在于所述的移動機構由均可獨立動作的左側六連桿搖臂(1)、右側六連桿搖臂(2)和前后柔性六連桿搖臂(3)組成，具有六個車輪(4)，左右側六連桿搖臂各帶有兩個車輪(4)，前后側柔性六連桿搖臂各帶有1個車輪(4)1)左、右側六連桿搖臂結構相同，皆由連桿L1-L8、轉(zhuǎn)動副R1-R10、電機M1-M5、側前車輪和側后車輪、壓簧1和壓簧2組成連桿L1和連桿L3、連桿L2和連桿L4分別通過轉(zhuǎn)動副R2、轉(zhuǎn)動副R3軸連，連桿L1和連桿L2通過轉(zhuǎn)動副R1軸連，且R1固定在車體的B1的位置，連桿L1和連桿L2的另外一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R4和轉(zhuǎn)動副R5與連桿L5和連桿L6的中部軸連，連桿L5和連桿L6的一頭通過轉(zhuǎn)動副R6軸連，且R6固定在車體的B2的位置，連桿L5和連桿L6另外一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R7和轉(zhuǎn)動副R8軸接連桿L7和連桿L8，連桿L7和連桿L8的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R9和轉(zhuǎn)動副R10接側前車輪和側后車輪；在轉(zhuǎn)動副R1處設置可使連桿L1和L3張開或收攏的姿態(tài)控制電機M1，在轉(zhuǎn)動副R7和轉(zhuǎn)動副R8處分別設可使側前車輪和側后車輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向電極M2和M3，在轉(zhuǎn)動副R9和轉(zhuǎn)動副R10處分別設可使側前車輪和側后車輪獨立轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機M4和M5；在車體的B3和B4的位置分別設置當六連桿搖臂收攏時壓緊側前車輪和側后車輪的壓簧1和壓簧2；2)前后側柔性六連桿搖臂結構由滑桿L9、連桿L10-L15、轉(zhuǎn)動副R11-R21、電機M6-M10、彈簧SP1和彈簧SP2、棱柱副P1和棱柱副P2、絲杠S1、前車輪和后車輪、壓簧3和壓簧4組成滑桿L9的中部通過絲杠S1固定于車體的B5的位置，且通過轉(zhuǎn)動副R17與固定在絲杠S1上的、可使滑桿L9相對絲杠S1上下移動的姿態(tài)控制電機M6連接，滑桿L9上對稱依次分別套有彈簧SP1和SP2、轉(zhuǎn)動副R11和R12、棱柱副P1和棱柱副P2，轉(zhuǎn)動副R11和R12分別與連桿L10和L11的一頭軸連，L10和L11的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R13和R14與連桿L12和L13的一頭軸連，連桿L12和L13的中部分別與固定在車體的B5和B6的位置轉(zhuǎn)動副R15和R16軸連，連桿L12和L13的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R20和R21與連桿L15和L16的一頭軸接，L15和L16的另一頭分別通過轉(zhuǎn)動副R18和R19與前車輪和后車輪軸接，在轉(zhuǎn)動副R18和R19處分別設置有可使前車輪和后車輪獨立轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機M9和M10，在轉(zhuǎn)動副R20和R21處分別設置有可使前車輪和后車輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向電機M7和M8，在車體的B8和B9的位置分別設有當前車輪和后車輪收攏時可壓緊前車輪和后車輪的壓簧3和壓簧4。
2. 根據(jù)權利要求1所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征在于所 述的車輪(4)為著地面為弧形的寬厚鼓形車輪。
3. 根據(jù)權利要求1所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征在于所 述的視覺系統(tǒng)單元包括遠景立體視覺系統(tǒng)、前側立體視覺系統(tǒng)、后側立 體視覺系統(tǒng)、太陽測量立體視覺系統(tǒng)；遠景立體視覺系統(tǒng)、前側立體視 覺系統(tǒng)、后側立體視覺系統(tǒng)、太陽測量立體視覺系統(tǒng)各包含兩個測量相 機(8);其中，遠景立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機(8)通過桅桿(7) 安裝在車體頂部，前側立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機(8)水平安裝在車 體前面的中部，后側立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機(8)水平安裝在車體 后面的中部，太陽測量立體視覺系統(tǒng)的兩個測量相機(8)安裝在車體的 頂部。
4. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征 在于所述的電氣控制系統(tǒng)單元的核心控制器件采用PC104+嵌入式計算 機，PC104+嵌入式計算機通過網(wǎng)絡總線與X波段/S波段收發(fā)器連接，經(jīng) 全向天線(10)及高增益天線(13)與遙控操作計算機相連接，作為遙 控單元；PC104+嵌入式計算機通過RS485串口總線與垂直陀螺連接，作 為平衡探測機構；PC104+嵌入式計算機通過PCI總線連接Cameralinker接口板接收Cameralinker復路器傳來的6路測量相機(8)信息，以及 PC104+嵌入式計算機通過PCI總線連接CAN接口板，通過CAN總線接 收太陽相機(12)的信號，作為視覺系統(tǒng)單元；PC104+嵌入式計算機通 過PCI總線連接CAN接口板，通過CAN總線控制移動機構中的姿態(tài)控 制電機、車輪轉(zhuǎn)向電機、車輪驅(qū)動電機；PC104+嵌入式計算機通過PCI 總線連接模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器板接收多路紅外測距器(9)的信號，作為紅外 測距單元；電氣控制系統(tǒng)單元中含有為電氣控制系統(tǒng)單元提供系統(tǒng)電源 的PC104電源模塊，PC104電源模塊通過PCI總線與PC104+嵌入式計算 機連接。
5. 根據(jù)權利要求4所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征在于所述的供電單元由太陽能電池板(6)、充電器、1000VA24VDC動力鋰電池、 電源供配電系統(tǒng)組成，太陽能電池板(6)經(jīng)充電器接到電源供配電系統(tǒng)； 1000VA24VDC動力鋰電池接入電源供配電系統(tǒng)；1000VA24VDC動力鋰 電池和電源供配電系統(tǒng)通過PC104電源模塊為電氣控制系統(tǒng)單元提供系 統(tǒng)電源；PC104+嵌入式計算機通過模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器板輸出模擬信號控制 電源供配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，并控制其通過DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器提供5.7V、 12V、 24V直流電源，分別為紅外測距器(9)、測量相機(8)、移動機構 中的各類電機供電。
6. 根據(jù)權利要求1所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征在于所 述的轉(zhuǎn)向電機、驅(qū)動電機及姿態(tài)控制電機采用無刷力矩電機，該電機配 有諧波減速箱和具有力矩控制模式、速度控制模式、位置控制模式、CAN 通信功能的電機控制器。
7. 根據(jù)權利要求4所述的自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，其特征在于所 述的紅外測距單元中在車體(5)的前后側各安裝9個紅外測距器(9)。
專利摘要自平衡式六輪獨立驅(qū)動機器人，屬于機器人工程領域。該機器人由電氣控制系統(tǒng)單元及與其通信連接的移動機構、平衡探測機構、視覺系統(tǒng)單元、紅外測距單元、遙控單元，以及與各機構、單元連接的供電單元和承載以上各機構、單元的車體構成，其特征在于所述的移動機構由均可獨立動作的左右六連桿搖臂和前后柔性六連桿搖臂3組成，具有六個車輪4，左右側六連桿搖臂各帶有兩個車輪4，前后側柔性六連桿搖臂各帶有1個車輪4。通過前后車輪受力不同檢測車體俯仰姿態(tài)來調(diào)整車體的俯仰角、同時通過左右搖臂主動調(diào)節(jié)機器人橫滾角度達到車體側向自平衡的目的。
文檔編號B62D57/02GK201249818SQ20082010967
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者居鶴華, 亮 王, 裴福俊 申請人:北京工業(yè)大學