本實(shí)用新型涉及巡邏機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有越障功能的巡邏機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人無(wú)疑是未來(lái)各行各業(yè)的主力軍，目前也有多處商家已經(jīng)采用了機(jī)器人進(jìn)行服務(wù)，比如餐飲服務(wù)機(jī)器人、家政機(jī)器人等等。服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)正在快速發(fā)酵，隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，目前服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到很多領(lǐng)域。其中巡邏機(jī)器人在商場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)等大型場(chǎng)所的規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大。

現(xiàn)今在人員密集的場(chǎng)所，失竊案件、暴力案件也頻繁發(fā)生，各商場(chǎng)對(duì)于安保程度的需求也在日益增大。當(dāng)意外事件發(fā)生時(shí)，保安或警察未必能夠及時(shí)到場(chǎng)進(jìn)行處理，在某些情況下也會(huì)表現(xiàn)出人性中的軟弱和妥協(xié)。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人則大多有感知和認(rèn)知技術(shù)上的瓶頸使用戶體驗(yàn)差、開(kāi)發(fā)難度大、供應(yīng)鏈不完善所造成的產(chǎn)品遲遲不能上市等問(wèn)題。其中重要的一點(diǎn)就是其大多只能在平整的地面上進(jìn)行巡邏等操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種具有一定的攀爬能力，適用范圍更加廣泛的具有越障功能的巡邏機(jī)器人。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種具有越障功能的巡邏機(jī)器人，包括外殼、車(chē)輪、電機(jī)、控制板和越障履帶，所述外殼包括頂蓋、底板、內(nèi)側(cè)殼和外側(cè)殼，頂蓋安裝在底板的頂部，頂蓋和頂板的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)外側(cè)殼，外側(cè)殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)側(cè)殼，內(nèi)側(cè)殼通過(guò)腳部平板連接頂蓋，外側(cè)殼與內(nèi)側(cè)殼之間設(shè)有履帶輪，外側(cè)殼、內(nèi)側(cè)殼和履帶輪之間通過(guò)螺栓連接；車(chē)輪包括兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪，位于外殼前端的兩個(gè)前輪通過(guò)聯(lián)軸器連接電機(jī)的輸出軸，位于外殼后端的兩個(gè)后輪通過(guò)輪軸連接外殼；前輪與后輪的外側(cè)均安裝有附屬履帶輪，前輪的附屬履帶輪、履帶輪、后輪的附屬履帶輪之間通過(guò)越障履帶連接；外殼內(nèi)設(shè)有控制板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電池和電機(jī)，電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架安裝到底板上，電池和電機(jī)驅(qū)動(dòng)均固定在底板上；外殼上設(shè)有四個(gè)紅外測(cè)距傳感器，位于外殼前端的紅外測(cè)距傳感器通過(guò)3D打印件固定在底板上，位于外殼左側(cè)、右側(cè)和后端的紅外測(cè)距傳感器安裝于頂蓋的三個(gè)折彎處；外殼的后端設(shè)有光電傳感器，光電傳感器通過(guò)鈑金支架固定在底板上；外殼的上方設(shè)有攝像頭，攝像頭通過(guò)底座安裝到底板上。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述外側(cè)殼的兩端均呈弧形，并向上翹起。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述控制板包括MCU，MCU的型號(hào)為STM32F103。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)是雙路60A大功率H橋，設(shè)有兩個(gè)電流反饋檢測(cè)接口、一個(gè)內(nèi)邏輯取電選擇端、四個(gè)上拉電阻選擇端、兩路直流電機(jī)接口、四線兩相步進(jìn)電機(jī)接口、控制電機(jī)方向指示燈和四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)固定安裝孔。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述光電開(kāi)關(guān)的型號(hào)為E18-D80NK。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述紅外測(cè)距傳感器的型號(hào)為GP2Y0A21YK0FF。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述紅外測(cè)距傳感器和光電傳感器替換為超聲波傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該具有越障功能的巡邏機(jī)器人履帶與車(chē)輪使用同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)履帶越至較高巡邏平臺(tái)，來(lái)達(dá)到越障巡邏的預(yù)期效果。其可適用于更為復(fù)雜的地形，優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，大幅減少路況對(duì)巡邏車(chē)的限制，從而提高機(jī)器人的機(jī)動(dòng)能力，弧形外殼支持對(duì)小階梯火車(chē)小坡的攀爬及越過(guò)障礙，設(shè)定好路線，就能自主偵查、巡邏，具有廣闊的市場(chǎng)前景，值得大力推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的頂蓋的整體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的基本控制原理圖；

圖4為本實(shí)用新型的紅外測(cè)距傳感器工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-4，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種具有越障功能的巡邏機(jī)器人，包括外殼、車(chē)輪、電機(jī)8、控制板10和越障履帶9，所述外殼包括頂蓋1、底板2、內(nèi)側(cè)殼3和外側(cè)殼4，頂蓋1安裝在底板2的頂部，頂蓋1和頂板的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)外側(cè)殼4，外側(cè)殼4的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)側(cè)殼3，內(nèi)側(cè)殼3通過(guò)腳部平板連接頂蓋1，外側(cè)殼4與內(nèi)側(cè)殼3之間設(shè)有兩個(gè)履帶輪5，外側(cè)殼4、內(nèi)側(cè)殼3和履帶輪5之間通過(guò)螺栓連接；車(chē)輪包括兩個(gè)前輪6和兩個(gè)后輪7，位于外殼前端的兩個(gè)前輪6通過(guò)聯(lián)軸器連接電機(jī)8的輸出軸，位于外殼后端的兩個(gè)后輪7通過(guò)輪軸連接外殼；前輪6與后輪7的外側(cè)均安裝有附屬履帶輪5，前輪6的附屬履帶輪5、履帶輪5、后輪7的附屬履帶輪5之間通過(guò)越障履帶9連接。

外殼內(nèi)設(shè)有控制板10、電機(jī)驅(qū)動(dòng)11、電池12和電機(jī)8，電機(jī)8通過(guò)電機(jī)支架安裝到底板2上，電池12和電機(jī)驅(qū)動(dòng)11均固定在底板2上。

外殼上設(shè)有四個(gè)紅外測(cè)距傳感器13，位于外殼前端的紅外測(cè)距傳感器13通過(guò)3D打印件14固定在底板2上，位于外殼左側(cè)、右側(cè)和后端的紅外測(cè)距傳感器13安裝于頂蓋1的三個(gè)折彎處。

外殼的后端設(shè)有光電傳感器15，光電傳感器15通過(guò)鈑金支架16固定在底板2上；

外殼的上方設(shè)有攝像頭17，攝像頭17通過(guò)底座安裝到底板2上。

上述，外側(cè)殼4的兩端均呈弧形，并向上翹起。

上述，控制板10包括MCU，主控采用基于cotex-m3架構(gòu)的STM32，結(jié)合所研究機(jī)器人的工作環(huán)境以及處理速度，采用STM32F103為MCU能夠做到性價(jià)比高、配置豐富靈活、低功耗等。

上述，電機(jī)驅(qū)動(dòng)11是雙路60A大功率H橋，電機(jī)驅(qū)動(dòng)11部分采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)11模塊雙路60A大功率H橋，此模塊設(shè)有2個(gè)電流反饋檢測(cè)接口、內(nèi)邏輯取電選擇端、4個(gè)上拉電阻選擇端、2路直流電機(jī)接口和四線兩相步進(jìn)電機(jī)接口、控制電機(jī)方向指示燈、4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)固定安裝孔。該驅(qū)動(dòng)板體積小，重量輕，而且具有強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力，其峰值電流和峰值電壓分別為2A和46V。在使用過(guò)程中可額外安裝散熱片使運(yùn)行更加穩(wěn)定。

上述，光電開(kāi)關(guān)為E18-D80NK型號(hào)的漫反射式避障傳感器模塊接近開(kāi)關(guān)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，能夠有效的避免了可見(jiàn)光的干擾。而透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測(cè)80厘米距離的問(wèn)題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測(cè)的最大距離也有不同；白色物體最遠(yuǎn)，黑色物體最近）。

上述，紅外測(cè)距傳感器13為紅外測(cè)距傳感器模塊GP2Y0A21YK0FF，紅外測(cè)距由紅外測(cè)距傳感器13模塊GP2Y0A21YK0FF實(shí)現(xiàn)，它由一個(gè)集成組合PSD（位置敏感探測(cè)器），IRED（紅外發(fā)光二極管）和信號(hào)處理電路組成。測(cè)量方法采用三角測(cè)量法，所以各種對(duì)象的反射率，環(huán)境溫度和工作時(shí)間不容易影響到距離檢測(cè)。此器件輸出的電壓即對(duì)應(yīng)的檢測(cè)距離。因此，這種傳感器也可以用來(lái)作為接近傳感器。如圖所示紅外測(cè)距傳感器13包括紅外線131發(fā)射器、CCD檢測(cè)器132和濾鏡133，采用三角測(cè)量法。

為更好表達(dá)圖中零件及裝配關(guān)系，圖中未顯示內(nèi)容有導(dǎo)線（杜邦線，電機(jī)8線等）若干，螺栓螺母若干。

進(jìn)一步，本機(jī)器所使用的的履帶越障結(jié)構(gòu)，斜面平板結(jié)構(gòu)也可實(shí)現(xiàn)。因此斜面平板結(jié)構(gòu)為替代方案。

進(jìn)一步，本機(jī)器所使用的整體車(chē)頂蓋1，可通過(guò)拆分散件，如3D打印件14，定制鋁（鋼，塑料）板材等由螺栓螺母連接件連接所代替，因此，通過(guò)拆分散件拼裝車(chē)頂蓋1為替代方案。

進(jìn)一步，本機(jī)器所使用的紅外測(cè)距傳感器13，光電傳感器15進(jìn)行檢測(cè)路障?？赏ㄟ^(guò)超聲波傳感器等實(shí)現(xiàn)，因此超聲波傳感器為替代方案。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)點(diǎn)：一、本實(shí)用新型利用紅外傳感和測(cè)距技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)矬w的時(shí)時(shí)捕捉，從而確定目標(biāo)所在位置，傳感器把信號(hào)反饋給控制板10，控制板10及時(shí)對(duì)信息作出處理，判斷地形的基本特征，通過(guò)對(duì)電機(jī)8的控制改變車(chē)輪速度，進(jìn)而控制履帶使機(jī)器完成相應(yīng)的動(dòng)作，達(dá)到越障礙巡邏的目的，其對(duì)巡邏環(huán)境的要求就少很多，特別是倉(cāng)庫(kù)等地方，其地形復(fù)雜，適合本實(shí)用新型所述的具有強(qiáng)適應(yīng)能力的巡邏小車(chē)。

一、本實(shí)用新型特點(diǎn)在于，在遇到障礙時(shí)，可直接依靠履帶從而順利的跨越障礙，達(dá)到巡邏不受地形的影響的效果。本實(shí)用新型是基于stm32控制的可越障的巡邏機(jī)器人。對(duì)于校園這種人員密集的場(chǎng)所在沒(méi)有人干預(yù)、無(wú)需對(duì)環(huán)境做任何規(guī)定和改變的條件下有目的的移動(dòng)和完成相應(yīng)的任務(wù)。本實(shí)用新型利用紅外傳感和測(cè)距技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)矬w的時(shí)時(shí)捕捉，從而確定目標(biāo)所在位置，傳感器把信號(hào)反饋給控制板10，控制板10及時(shí)對(duì)信息作出處理，通過(guò)對(duì)電機(jī)8的控制改變車(chē)輪速度，進(jìn)而使機(jī)器完成相應(yīng)的動(dòng)作，達(dá)到越障礙巡邏的目的。

本實(shí)用新型的工作原理及其使用方法：制作越障巡邏機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，前面依靠?jī)蓚?cè)的車(chē)輪，同時(shí)帶動(dòng)履帶，當(dāng)傳感器返回的狀態(tài)符合越障要求時(shí)，依靠履帶來(lái)達(dá)到越障巡邏的預(yù)期效果，可通過(guò)履帶越至較高巡邏平臺(tái)，每側(cè)的履帶由四個(gè)齒輪位（兩個(gè)履帶輪5、兩個(gè)附屬履帶輪5）帶動(dòng)。在車(chē)體前端安裝有紅外測(cè)距傳感器13模塊，此器件輸出的電壓對(duì)應(yīng)的檢測(cè)距離，用于感知機(jī)器與前方障礙的距離。車(chē)身內(nèi)裝有雙路60A大功率H橋，雙路60A大功率H橋上設(shè)有2個(gè)電流反饋檢測(cè)接口、內(nèi)邏輯取電選擇端、4個(gè)上拉電阻選擇端、2路直流電機(jī)接口和四線兩相步進(jìn)電機(jī)接口、控制電機(jī)方向指示燈、4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)固定安裝孔，以實(shí)現(xiàn)整體驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型的工作流程：機(jī)器人通過(guò)循跡進(jìn)行巡邏工作，在巡邏過(guò)程中，通過(guò)前后左右四個(gè)方向的傳感器檢測(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的超標(biāo)障礙物，并通過(guò)攝像頭17云臺(tái)實(shí)時(shí)傳輸圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)在巡邏途中遇到適當(dāng)大小的障礙物（與車(chē)頂蓋1高比例為1：1，并且非三中所述障礙物）可通過(guò)同步履帶裝置進(jìn)行越障，繼續(xù)進(jìn)行正常巡邏。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。