[发明专利]一种轻型电驱动无人地面平台

说明书

技术领域

本发明属于自动机械装置技术领域，具体涉及一种具有人工智能的轻型电驱动无人地面平台。

背景技术

随着科技的持续发展，在新材料技术、新能源技术、信息和自动化技术等高新技术的共同推动下，人类战争由机械化向信息化军事变革持续深入，作为未来战争物质基础的武器装备已呈现出向无人化迅速发展的新趋势。无人化武器装备能以“人所不惜”的代价，到“人所不至”的区域，完成“人所不能”的危险任务，其巨大的战争效能使得世界各个军事大国对无人化武器装备的需求和研究热情居高不下，涌现出了以无人机、无人潜水器、地面机器人为突出代表的多种多样的无人化作战平台。无人地面平台是随着技术的进步和不断增长的减少人员伤亡的需求而产生的。在军事应用方面，无人地面平台可以替人完成侦察、排雷等危险任务，可用于军事仓库的防护、搜索、发现入侵者，也可用于陆军步兵班组作战的弹药补充、宿营背囊和医疗组件的伴随携行；在民用方面，无人地面平台能完成人类自身不易完成或是不能完成的工作，改善人们的生活质量，减少人力的付出，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。正是鉴于无人地面平台的人机结合优势及其在军事和民用等领域中的巨大应用前景，无人地面平台的研究工作具有实际的应用意义。

无人地面平台又称为无人地面车辆，是机器人的一个重要发展方向，指无人驾驶的、依靠自身自主导航或者遥控操作运作，装载各种测量仪器或武器系统，能够独立遂行侦查、攻击等各种任务的自动地面车辆。按照无人地面平台的重量，可分为小型、轻型、中型、重型、大型五种；按行走机构的类型，可分为轮式、履带式、轮履复合式三种。在研究领域，无人地面平台的研究方向主要包括：多传感器数据融合、环境建模、导航定位、路径规划、无线通信，运动控制等技术的研究。对上述理论的研究需要一个开放的实验平台，通过实验平台，实现对上述理论的验证，所以开发研制一款以工业和军事应用为背景的，易于用户二次开发的无人地面平台就显得尤为重要。

电驱动无人地面平台采用电机驱动平台行驶，其包含的关键技术有：导航定位、避障、无线通信、平台运动控制、静态轨迹跟踪控制、动态目标跟踪控制，平台行驶安全控制等。

本发明研究人员对国内现有各类无人地面平台及其相关技术进行调研分析，发现目前国内对无人地面平台的研究主要是集中于小型移动机器人，大多应用于示教和商业服务，没有一款采用以6个轮毂牵引电机驱动的串联式电驱动结构，集远程遥控，路径规划、静态轨迹跟踪和动态目标跟踪于一体的轻型无人地面平台。

中国科学院自动化研究所发明的专利“智能自主轮式移动机器人”(公开号：CN 1513645)公开了一种自主轮式移动机器人，如图1所示，其包括：摄像头，为机器人提供它所在环境的外部信息；工控机，通过CAN总线分别与电机驱动/控制器、超声环、红外环进行通信。本发明机器人能够根据超声传感器、红外传感器和视觉传感器进行自主避障、利用视觉传感器进行动态目标跟踪、目标特征识别。该机器人的主要特征在于所述的运动机构外形为正16棱柱形，所述运动机构包括：在机器人底盘左右两侧安装了集成有直流无刷电机和光电轴编码器的两个伺服驱动轮；在底盘的前后两侧，两驱动轮轴线的中垂线上，各安装有一个平衡轮；平衡轮上安装有用于导向的直流伺服电机。此外，该机器人还具有语音人机交互功能。监控人员能够通过无线麦克直接对机器人进行语音控制。同时、机器人能够与人进行交互、互致问候及进行自我介绍。但是，该移动机器人存在如下缺陷：1、其不具备混合动力电驱动结构，电源采用纯蓄电池供电，续航能力有限；2、其只能低速运动，也不具备野外越野的能力和车体位姿的调整功能，通过性差；3、其属于小型移动机器人，只能用于示教和商业用途，不能满足军事和工业应用。

发明内容

为了解决现有技术中的智能移动机器人所存在的上述缺陷，本发明旨在设计一款6×6轻型电驱动无人地面平台，能够行驶在越野路面，满足军事和工业需求。本发明旨在提供一种用于6x6串联式混合电驱动方案评估和多轮独立电驱动技术研究搭建的实验平台。该平台不仅能够满足示教和商业应用，也能够满足军事和工业应用。并针对滑动转向平台转向效率低，转向耗能大的问题，设计了一种可调整平台姿态的摆臂机构，有效提升转向效率、节约能量的平台。