一种自主建图导航的履带式机器人

本技术涉及机器人，尤其涉及一种自主建图导航的履带式机器人。

背景技术：

1、随着自动化和智能化技术的发展，机器人在室外环境中的应用变得越来越广泛，如在地理勘测、农业监测、环境监测和救灾等领域均开始使用机器人作业。一般室外工作的机器人均为自主运动，随着应用范围的增大，机器人自主运动的性能要求越来越高，如何设计一种能够适应各种复杂室外环境的自主机器人是目前急需解决的问题。优化自主建图导航系统及提升对复杂环境的适应性是实现机器人高效自主作业的关键。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能高精度建图导航的履带式机器人，使机器人通过分析确定避障或越障前行，从而在各种复杂的环境下完成相应的工作目标。

2、本实用新型提供的一种自主建图导航的履带式机器人，包括箱体、车轮移动机构、机械手组件及建图导航机构；其中，

3、所述箱体，其内部固定的设置有中央处理模组及全球卫星定位系统信号处理器；所述箱体的后侧板上固定的设置有信号传输接收天线；

4、所述机械手组件，固定的设置在所述箱体的顶面上；

5、所述车轮移动机构，包括对称的设置于所述箱体两侧的呈三角状的车轮组件及用于驱动所述车轮组件运转的驱动组件；

6、所述建图导航机构，设置于所述箱体上，包括设置于所述箱体顶面上的激光雷达、惯性测量模组、全球卫星定位系统信号接收天线及方向可调的摄像组件；

7、所述全球卫星定位系统信号处理器、信号传输接收天线、激光雷达、惯性测量模组、摄像组件及机械手组件均与所述中央处理模组通过线束线性连接，用于处理各类信息数据与指令信号；所述全球卫星定位系统信号处理器与所述全球卫星定位系统信号接收天线通过线束线性连接，实现对全球卫星定位系统信号处理功能。

8、进一步的，所述激光雷达、惯性测量模组、全球卫星定位系统信号接收天线及方向可调的摄像组件均位于所述箱体顶面的中心线上，所述中心线与机器人行进方向相平行设置。

9、进一步的，所述箱体的顶面上位于所述机械手组件靠近机器人前进方向的一侧固定的设置有倒扣式的u型支架；所述激光雷达固定的设置于所述u型支架的顶端；所述u型支架的内侧固定的设置有水平的支板，所述惯性测量模组固定的设置于所述支板上且位于所述激光雷达的正下方。

10、进一步的，所述摄像组件通过o型支架固定的设置于所述u型支架远离所述机械手组件的一侧，其包括固定的设置于所述o型支架上的电机，所述电机的驱动端固定的设置有两个对称的c型支架；所述c型支架上固定的设置有两组上下排布的摄像头，一组用于收集机器人行进方向的正前方的图像信息，另一组用于补充收集机器人行进方向中的下方死角中的图像信息。

11、进一步的，所述车轮组件，包括两个对称设置的三角挡板，两个所述三角挡板之间对应其形状可转动的设置有一个主动轮及两个从动轮，一个所述主动轮及两个所述从动轮的外周啮合套设有履带。

12、进一步的，所述驱动组件包括对应所述车轮组件可转动的设置于所述箱体两侧的驱动轴，所述驱动轴远离所述箱体的一端可转动的穿过对应的所述车轮组件的两个所述三角挡板的中部；所述驱动轴上固定的设置有位于两个所述三角挡板之间的驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述主动轮的中部外周啮合套设有传送带，实现动力传输。

13、进一步的，所述机械手组件包括机械臂及机械手爪，所述机械手爪与所述机械臂的连接处通过支板固定的设置有深度相机。

14、相对于现有技术而言，本实用新型的有益效果是：

15、1、本实用新型的履带式机器人，激光雷达反馈点云数据创建高精度的点云图，全球卫星定位系统信号处理器反馈准确的定位基准，惯性测量模组反馈机器人的运动状态信息，且三者均处于箱体的中心线上，减少累积误差；中央处理模组综合了上述三种不同信息，提高了机器人在工作中的自主建图精度，使机器人在复杂的环境中也能结合实际路况自主避障或越障行进，完成任务。

16、2、本实用新型的履带式机器人，除自主运动外还通过可转动的多角度摄像头组件更全面的采集周围图像信息并实时反馈，一方面可更详尽的完善路况，一方面可方便工作人员观察并处理机器人行进过程中遇到的障碍与事故。

17、3、本实用新型的履带式机器人，采用三角形履带式车轮，驱动轴通过传动组件驱动主动轮转动，进而带动履带循环运行，实现机器人的移动，当遇到如阶梯路况等使履带无法前进的路况，整个三角形履带车轮开始绕与障碍物的接触部位旋转，即主动轮与从动轮开始绕驱动轴旋转变换位置，实现机器人的移动，进一步增强了对复杂路况的适应性。

18、4、本实用新型的履带式机器人结合激光雷达、全球卫星定位系统及惯性测量模组三者的先进感知技术，提高了其在复杂室外环境中的自主建图导航能力，结合多角度的摄像观测及特殊的车轮结构可以在复杂的室外环境中进行更加安全、高效、智能的代替人类完成任务。

19、应当理解，技术实现要素：部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，包括箱体(1)、车轮移动机构(2)、机械手组件(60)及建图导航机构(3)；其中，

2.根据权利要求1所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述激光雷达(32)、惯性测量模组(33)、全球卫星定位系统信号接收天线(34)及方向可调的摄像组件(30)均位于所述箱体(1)顶面的中心线上，所述中心线与机器人行进方向相平行设置。

3.根据权利要求1所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述箱体(1)的顶面上位于所述机械手组件(60)靠近机器人前进方向的一侧固定的设置有倒扣式的u型支架(35)；所述激光雷达(32)固定的设置于所述u型支架(35)的顶端；所述u型支架(35)的内侧固定的设置有水平的支板(36)，所述惯性测量模组(33)固定的设置于所述支板(36)上且位于所述激光雷达(32)的正下方。

4.根据权利要求3所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述摄像组件(30)通过o型支架(37)固定的设置于所述u型支架(35)远离所述机械手组件(60)的一侧，其包括固定的设置于所述o型支架(37)上的电机(301)，所述电机(301)的驱动端固定的设置有两个对称的c型支架(302)；所述c型支架(302)上固定的设置有两组上下排布的摄像头(303)，一组用于收集机器人行进方向的正前方的图像信息，另一组用于补充收集机器人行进方向中的下方死角中的图像信息。

5.根据权利要求1所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述车轮组件(40)包括两个对称设置的三角挡板(401)，两个所述三角挡板(401)之间对应其形状可转动的设置有一个主动轮(402)及两个从动轮(403)，一个所述主动轮(402)及两个所述从动轮(403)的外周啮合套设有履带(404)。

6.根据权利要求5所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述驱动组件(50)包括对应所述车轮组件(40)可转动的设置于所述箱体(1)两侧的驱动轴(501)，所述驱动轴(501)远离所述箱体(1)的一端可转动的穿过对应的所述车轮组件(40)的两个所述三角挡板(401)的中部；所述驱动轴(501)上固定的设置有位于两个所述三角挡板(401)之间的驱动齿轮(502)，所述驱动齿轮(502)与所述主动轮(402)的中部外周啮合套设有传送带(503)，实现动力传输。

7.根据权利要求1所述的自主建图导航的履带式机器人，其特征在于，所述机械手组件(60)包括机械臂(601)及机械手爪(602)，所述机械手爪(602)与所述机械臂(601)的连接处通过支板固定的设置有深度相机(603)。

技术总结本技术公开了一种自主建图导航的履带式机器人，包括箱体、车轮移动机构、机械手组件及建图导航机构；箱体内部安装中央处理模组、全球卫星定位系统信号处理器，箱体尾部安装信号传输接收天线；机械手组件安装在箱体的顶面上；建图导航机构包括与中央处理模组通过线束线性连接的激光雷达、惯性测量模组、方向可调的摄像组件及全球卫星定位系统信号接收天线；车轮移动机构包括对称的设置于箱体两侧的呈三角状的车轮组件及驱动车轮组件运转的驱动组件。通过多种位于箱体中心线上的传感器反馈信息，提高了机器人的自主建图精度，结合呈三角状的车轮组件使机器人在复杂的环境中也能结合实际路况自主避障或越障行进，更好的完成任务。技术研发人员：于磊,王晓鸣,王春光,武晋受保护的技术使用者：天津科技大学技术研发日：20240318技术公布日：2024/9/17