本發(fā)明涉及移動機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種通過調(diào)整機器人重心來調(diào)節(jié)驅(qū)動器所需扭矩的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
一般地，移動機器人的本體部分都是固定結(jié)構(gòu)，機器人通過輪式結(jié)構(gòu)或機械臂結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)位姿。移動機器人在位姿調(diào)節(jié)過程中存在轉(zhuǎn)動，由于重心不能與所有轉(zhuǎn)動軸重合，機器人沿特定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動器必須提供很大的扭矩，往往需要減速箱等裝置，這大大提高了機器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和能量損耗，同時也降低了機器人的操作性能。針對重心調(diào)整機構(gòu)，國內(nèi)在移動機器人領(lǐng)域運用得很少，均采用減速箱機構(gòu)來增大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，在其他特定領(lǐng)域有部分應(yīng)用。在其他領(lǐng)域，經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號為CN103293938A，專利名稱為：具有調(diào)節(jié)慣量功能的擺輪及具有該擺輪的機械表，該發(fā)明的裝置通過在擺輪的輪緣周邊上設(shè)置有調(diào)節(jié)環(huán)，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)環(huán)相對于安裝部的轉(zhuǎn)動位置，使調(diào)節(jié)環(huán)出現(xiàn)對擺輪的不同的重力作用，從而改變擺輪的轉(zhuǎn)動慣量。中國專利公開號為CN101852641A，專利名稱為：船模重量、重心及轉(zhuǎn)動慣量測量與調(diào)節(jié)裝置，該發(fā)明通過內(nèi)轉(zhuǎn)動部分和外支撐部分，利用微復(fù)擺原理和平行移軸定理，根據(jù)擺動周期測量和調(diào)節(jié)船模的縱、橫搖轉(zhuǎn)動慣量。上述幾種慣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定系統(tǒng)控制性能明顯提高。但在移動機器人領(lǐng)域，尚未檢索到通過調(diào)整機器人重心來調(diào)節(jié)驅(qū)動器所需扭矩的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種調(diào)節(jié)機器人驅(qū)動裝置所需扭矩的系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的移動機器人主體結(jié)構(gòu)固定，重心和轉(zhuǎn)動慣量無法調(diào)節(jié)，對轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)驅(qū)動器扭矩要求高等問題。為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種調(diào)節(jié)機器人驅(qū)動裝置所需扭矩的系統(tǒng)，包括配重塊、配重支撐部件和配重移動部件，所述配重塊通過配重支撐部件與配重移動部件連接，配重塊能夠在機器人結(jié)構(gòu)內(nèi)改變位置。所述配重塊是剛性配重箱，承擔(dān)機器人結(jié)構(gòu)主體重量，其內(nèi)部安裝的部件在箱體內(nèi)對稱放置，保證整體結(jié)構(gòu)緊湊，重心、形心和質(zhì)心重合。所述配重支撐部件為高結(jié)構(gòu)強度部件，設(shè)置有兩套連接件，用于固定配重箱和配重移動部件。所述配重移動部件包含導(dǎo)軌和配重調(diào)節(jié)減速器，通過配重調(diào)節(jié)減速器移動配重箱沿導(dǎo)軌移動，控制配重箱在機器人結(jié)構(gòu)中的位置，所述配重支撐部件固定于導(dǎo)軌上，并沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌支撐配重箱的主要重量。所述導(dǎo)軌形狀布局與機器人系統(tǒng)的任務(wù)有關(guān)，導(dǎo)軌穿過機器人結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸，并能沿垂直于轉(zhuǎn)軸方向調(diào)節(jié)配重箱的位置。所述配重調(diào)節(jié)減速器使用履帶或者絲杠螺母結(jié)構(gòu)，配重箱通過配重支撐部件固定于履帶或螺母上，重心調(diào)整驅(qū)動裝置通過變速箱控制履帶或者絲杠運動，配重箱可以跟隨履帶或螺母沿特定方向運動。本發(fā)明技術(shù)方案，利用配重調(diào)節(jié)減速器移動配重塊在機器人結(jié)構(gòu)中的位置，可控地改變機器人系統(tǒng)重心，調(diào)節(jié)整體系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，能夠有效降低驅(qū)動器的工作強度，提高控制機器人姿態(tài)的控制精度，提高機器人的操作性能。附圖說明圖1是本發(fā)明系統(tǒng)實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的正視圖；圖3是圖1的側(cè)視圖；圖4是圖3中區(qū)域A局部放大的正視圖。其中：1、行駛驅(qū)動裝置；2、從動輪；3、鋼纜；4、連桿；5、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；6、俯仰驅(qū)動裝置；7、鋁型材；8、滑塊；9、配重塊；10、重心調(diào)整絲杠；11、重心調(diào)整螺母；12、重心調(diào)整驅(qū)動裝置。具體實施方式以下通過具體實施例結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細的說明。本發(fā)明所提供的通過調(diào)整重心來調(diào)節(jié)單臂懸掛式移動機器人的轉(zhuǎn)動慣量和驅(qū)動部件所 需扭矩的系統(tǒng)，包括：配重塊、配重支撐部件和配重移動部件，配重塊通過配重支撐部件與配重移動部件連接，配重塊能夠在機器人結(jié)構(gòu)內(nèi)改變位置。配重塊是剛性箱體，內(nèi)部固定安裝電源和控制器等部件，配重塊承擔(dān)機器人結(jié)構(gòu)主體重量。電源和控制器等部件在配重箱內(nèi)對稱放置，保證整體結(jié)構(gòu)緊湊，重心、形心和質(zhì)心重合。配重支撐部件為高結(jié)構(gòu)強度，擁有兩套連接件，用于固定配重塊和配重移動部件。配重移動部件包含導(dǎo)軌和配重調(diào)節(jié)減速器，通過配重調(diào)節(jié)減速器移動配重箱沿導(dǎo)軌移動，控制配重箱在機器人結(jié)構(gòu)中的位置，配重支撐部件固定于導(dǎo)軌上，并沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌支撐配重箱的主要重量。導(dǎo)軌形狀布局與機器人系統(tǒng)的任務(wù)有關(guān)，導(dǎo)軌穿過機器人結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸，并能沿垂直于轉(zhuǎn)軸方向調(diào)節(jié)配重箱的位置。配重調(diào)節(jié)減速器使用履帶或者絲杠螺母結(jié)構(gòu)，配重箱通過配重支撐部件固定于履帶或螺母上，重心調(diào)整驅(qū)動裝置通過變速箱控制履帶或者絲杠運動，配重箱可以跟隨履帶或螺母沿特定方向運動。參見圖1～圖4所示，本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在連桿4上方裝配運動驅(qū)動裝置1和從動輪2，使機器人可以沿鋼纜3移動。此處討論的是機器人靜止時的轉(zhuǎn)動慣量調(diào)節(jié)問題，故未畫出驅(qū)動裝置和從動輪的具體細節(jié)。連桿中間裝有回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5，下方裝有俯仰驅(qū)動裝置6，可以控制作為導(dǎo)軌的鋁型材7的水平轉(zhuǎn)動和俯仰運動。配重塊9通過滑塊8裝配在鋁型材7下方，可以沿鋁型材7前后滑動。如圖2，本實施例的正視圖，滑塊8為配重支撐部件，滑塊8固定于配重塊9正中間，懸掛于鋁型材7上。鋁型材7的凹槽與滑塊8相匹配，使滑塊8只能沿鋁型材7的凹槽滑動。如圖3，本實施例的側(cè)視圖,其中區(qū)域A局部放大的正視圖如圖4所示，提供了鋁型材7、滑塊8、重心調(diào)整絲杠10和重心調(diào)整螺母11組成的配重調(diào)節(jié)減速器、以及配重塊9裝配的具體細節(jié)?；瑝K8沿鋁型材7的凹槽滑動,重心調(diào)整螺母11固定安裝在滑塊8上，重心調(diào)整驅(qū)動裝置12帶動重心調(diào)整絲杠轉(zhuǎn)動，重心調(diào)整絲杠10和重心調(diào)整螺母11鉸接。當(dāng)重心調(diào)整驅(qū)動裝置12帶動重心調(diào)整絲杠轉(zhuǎn)動時，重心調(diào)整螺母11帶動懸掛在滑塊8下配重塊9一起運動。下面，結(jié)合上述裝置，針對通過調(diào)整配重塊的位置來調(diào)節(jié)移動機器人的轉(zhuǎn)動慣量和驅(qū)動部件所需扭矩的情況進行說明。當(dāng)實施例中的單懸臂式移動機器人需要調(diào)節(jié)鋁型材7的水平轉(zhuǎn)動時，將配重塊9沿鋁型材導(dǎo)軌滑動到懸臂的正下方，并相對于鋁型材保持靜止。此時整體結(jié)構(gòu)沿水平轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)動慣量最小，回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5所需要的扭矩最小。當(dāng)實施例中的單懸臂式移動機器人需要調(diào)節(jié)鋁型材7的俯仰運動時，通過控制器實時控制配重塊9沿鋁型材導(dǎo)軌滑動，使其重心始終保持于懸臂的正下方，此時鋁型材7做俯仰運動時，俯仰驅(qū)動裝置6所需要的扭矩最小。與水平轉(zhuǎn)動不同，此處配重塊動態(tài)平衡于懸臂正下方。上述實施例僅用于說明本發(fā)明，但并不用于限定權(quán)利要求的保護范圍。凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。