[发明专利]具有柔性可展开尾部的移动机器人

说明书

技术领域

本公开涉及移动机器人，尤其涉及模块式移动机器人，该移动机器人具有柔性可展开尾部，该柔性可展开尾部能够改变移动机器人的质心。

背景技术

移动机器人为大家所熟知并且通常由军队、执法机关以及保安部队所使用。因而移动机器人经常使用在危险情况和偏远的(遥远的)地点中。因此，将非常有用的是提供易于适应不同用途的移动机器人。还将非常有用的是提供易于维护的移动机器人。因此，模块式移动机器人将是有利的。同样，有利的是至少一些模块能够在不同尺寸的移动机器人之间互换，以适合特殊的或独特的任务。

已经提出了一些模块式机器人。例如，2011年1月13日公开的专利申请US12/316,311。该申请示出了具有左右履带模块的移动机器人。然而，该机器人的其他部分并不是模块式的，因此如果不是履带模块需要维修或更换，机器人将很可能会离开现场直到维修和更换工作完成。

移动机器人经常用于特殊的任务，并且具有用于这些任务的特殊重量和操作要求。例如移动机器人用于空间探索，这时机器人的重量可能对于任务是至关重要的。在远程操作中，具有可拿起危险物体的臂可能对于这种任务是有用的。

移动机器人经常包括环形履带，尤其使用在未知地形或用于攀登楼梯和斜坡，或穿越障碍的移动机器人。环形履带通常由具有垂直于带的纵向方向设置的多个防滑楔的带而形成，并且是一些用于移动机器人的普通驱动系统的接触地面的部分。由于与轮相比其具有高牵引力，环形履带在许多领域中得到应用，如移动式机器系统、农业、和建筑。此外，使用环形履带的驱动系统可提供比轮式系统更多功能的性能，用于如穿越不平地形和攀登障碍。

然而，现有的履带具有很多缺点。例如，与轮相比其受到更多的摩擦，因此需要更大功率来驱动，并且当移动和转向时可导致振动。此外，其可从驱动它们的轮或链轮滑落，可能损坏履带或驱动机构。如果这发生在正在远程操作机器人的危险情况中，可能会使得不能被操作。驱动履带的轮还可能偶尔在履带内转动地滑动，丧失牵引力。

另外，移动机器人经常部署在表面特征先前未知的环境中，并可能是不平的、不规则的或颠簸的。在这种情况中，机器人在失去平衡之后跌倒的概率可能非常高。对于正在危险情况中远程操作机器人的情况，跌倒可使机器人不能被操作。此外，可能需要移动机器人具有攀登障碍的能力，而这通常是危险的任务，因为这样会很容易导致机器人翻到。

因此，有利的是提供克服上述困难的装置。

发明内容

移动机器人具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可装入背包型之一。移动机器人与控制单元一起使用。移动机器人包括机架、驱动系统部件、功率部件、主处理器、通信系统、功率与数据分配系统。机架具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可背负型之一。驱动系统部件可操作地附接至机架并具有与机架的预定尺寸相容的预定尺寸。功率部件可操作地连接至功率与数据分配系统并可操作地连接至驱动系统部件，并且功率部件具有与驱动系统部件相容的预定尺寸。主处理器可操作地连接至驱动系统部件、功率与数据分配系统、以及功率部件。通信系统可操作地连接至驱动系统部件、功率部件和主处理器。通信系统用于与操作者控制单元进行通信。功率与数据分配系统可操作地连接至驱动系统部件、功率部件，主处理器和通信系统。主处理器、通信系统、和功率与数据分配系统都与机架的预定尺寸和至少一个其他尺寸相容。

主处理器、通信系统和功率与数据分配系统可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。

驱动系统部件可包括可操作地连接至驱动传动模块的驱动牵引模块。

驱动系统部件还可包括可操作地连接至鳍式件传动模块的鳍式件模块。驱动传动模块可以是长履带牵引模块、短履带牵引模块、或轮式牵引模块之一。

移动机器人还可包括核心模块，并且主处理器和通信系统可以是核心模块的一部分。

移动机器人还可包括头部模块，并且功率与数据分配系统可以是头部模块的一部分。

核心模块和头部模块可以可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。

移动机器人可包括大型夹持臂模块、小型夹持臂模块以及工具臂之一。移动机器人还可包括PTZ臂模块。移动机器人还可包括照相机，并且照相机可以可互换地附接至PTZ臂模块、大型夹持臂模块和小型夹持臂模块。

移动机器人可包括可附接至大型夹持臂和小型夹持臂之一的转台。此外，转台可附接至PTZ臂模块。

移动机器人可包括能够互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中的武器。