[发明专利]一种紧急避障机器人及其设计方法

说明书

本发明公开了一种紧急避障机器人及其设计方法。该机器人包括底盘、置于底盘重心两侧的第一驱动轮、第二驱动轮、分别为第一驱动轮和第二驱动轮提供驱动力的第一驱动装置和第二驱动装置、避障传感器和中央处理器；在机器人的最大行驶速度V_t为定值时，底盘重心到底盘前方边缘的距离s至少等于在底盘重心到底盘前方边缘的距离s为定值时，机器人的最大行驶速度V_t不大于本发明方案可以解决紧急避障时由于惯性导致的机器人的损坏的问题，保障机器人的安全性和稳定性；机器人也可实现加速运行，且在硬件上不需要额外的配置，降低设计难度，减少设计成本。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种紧急避障机器人及其设计方法。

背景技术

近年来机器人的发展比较迅速，其可实现很多的功能，例如，避障功能，给用户带来良好的体验。在避障过程中，不排除紧急避障的情况，例如当机器人在匀速尤其加速状态遇见障碍或者前方出现悬空的情况下需要立即停止；这种情况下，由于惯性的存在，机器人还是会继续前进或身体前倾，这就会导致机器人重心失衡发生碰撞或者掉落。

现有技术中，为了解决上述问题，设计的机器人通常都是在比较慢和接近匀速的状态下运行，或者在机器人底盘后方都会加入铁块增加稳定性来解决，一方面机器人只能以慢速和匀速进行运动，会降低用户体验；另一方面，添加铁块也会给机器人(特别是体积较小的机器人)的各方面设计带来困难，也会增加设计成本。

所以，急需一种机器人或者机器人的设计方案可以保障机器人在紧急避障状态下的安全性。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明的一种紧急避障机器人及其设计方法，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种紧急避障机器人，所述机器人包括底盘、置于底盘重心两侧的第一驱动轮、第二驱动轮、分别为所述第一驱动轮和第二驱动轮提供驱动力的第一驱动装置和第二驱动装置、避障传感器和中央处理器；所述避障传感器被配置为采集所述机器人前方的障碍物信号并发送给所述中央处理器；所述中央处理器被配置为根据所述障碍物信号生成紧急避障命令，控制所述第一驱动装置停止向所述第一驱动轮提供驱动力以及控制所述第二驱动装置停止向所述第二驱动轮提供驱动力，直至所述机器人减速至零；

在所述机器人的最大行驶速度V_t为定值时，所述机器人的底盘重心到所述底盘前方边缘的距离s至少等于

在所述机器人的底盘重心到所述底盘前方边缘的距离s为定值时，所述机器人的最大行驶速度V_t不大于

其中，所述底盘重心与所述机器人的重心一致；t为所述机器人在进行紧急避障操作时从发现障碍到速度停止的时间，根据多次统计实验获取得到。

根据本发明的另一个方面，提供了一种紧急避障机器人的设计方法，其特征在于，所述机器人包括底盘、置于底盘重心两侧的第一驱动轮、第二驱动轮、分别为所述第一驱动轮和第二驱动轮提供驱动力的第一驱动装置和第二驱动装置、避障传感器和中央处理器；所述避障传感器被配置为采集所述机器人前方的障碍物信号并发送给所述中央处理器；所述中央处理器被配置为根据所述障碍物信号生成紧急避障命令，控制所述第一驱动装置停止向所述第一驱动轮提供驱动力以及控制所述第二驱动装置停止向所述第二驱动轮提供驱动力，直至所述机器人减速至零；所述方法包括：

在所述机器人的最大行驶速度V_t为定值时，设计所述机器人的底盘重心到所述底盘前方边缘的距离s至少等于

在所述机器人的底盘重心到所述底盘前方边缘的距离s为定值时，设计所述机器人的最大行驶速度V_t不大于

其中，所述底盘重心与所述机器人的重心一致；t为所述机器人在进行紧急避障操作时从发现障碍到速度停止的时间，根据多次统计实验获取得到。