本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种底盘车、底盘车控制系统及底盘车控制方法。
背景技术：
现有的地面移动平台根据其所处环境的不同一般具有不同的转向装置及车轮结构。例如，若所处环境为野外山地，则一般采用单向轮与转向装置的配合使得所述地面移动平台能够顺利转向及行进；若所处环境为室内，则一般采用全向轮的车轮结构，无需设置转向装置，通过控制全向轮的各个周边从动轮的转向及速度，使最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证所述地面移动平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。然而，上述两种情况由于车轮的不同，其对应的车身结构亦不同，使得两者的使用均受限于所处环境，无法实现野外与室内均可使用。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要提供一种解决上述问题的底盘车，底盘车控制系统，底盘车控制方法，以及地面移动机器人。
一种底盘车，包括底盘、设置于所述底盘上的舵机转向装置、以及电机，所述电机能够与车轮传动连接，用于驱动所述车轮转动；所述舵机转向装置设置于所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；其中，所述舵机转向装置能够根据所述车轮的类型选择性地处于传动状态或锁定状态；当所述车轮为单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，控制所述单向轮摆动实现转向；当所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，控制所述全向轮不能随意摆动。
一种地面移动机器人，包括：底盘车，包括底盘、设置于所述底盘上的舵机转向装置、以及电机，所述电机能够与车轮传动连接，用于驱动所述车轮转动；所述舵机转向装置设置于所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；所述舵机转向装置能够根据所述车轮的类型选择性地处于传动状态或锁定状态；当所述车轮为单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，控制所述单向轮摆动实现转向；当所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，控制所述全向轮不能随意摆动；及载体，用于承载负载，所述载体设置于所述底盘车的底盘上。
一种底盘车的控制系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，单独地或共同地工作，所述处理器用于：获取底盘车的车轮类型；以及根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式。
一种底盘车的控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取底盘车的车轮类型；以及根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式。
相对于现有技术，本发明提供的底盘车及地面移动机器人由于所述舵机转向装置可以在所述车轮为单向轮时控制所述底盘车实现转向，并在所述车轮为全向轮时空转，因此，可根据所处环境替换与所述底盘车的底盘连接的车轮，并根据车轮类型选择性地使所述舵机转向装置处于传动或锁定状态，进而使得所述底盘车及地面移动机器人实现野外与室内均可使用；本发明提供的底盘车控制系统可依据车轮类型的不同，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式，使得所述底盘车及地面移动机器人实现野外与室内均可使用。
附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的安装有全向轮的底盘车的立体图。
图2是图1所示的底盘车的侧视图。
图3是将图1中的全向轮替换为单向轮后的所述底盘车的立体图。
图4是本发明第二实施方式提供的安装有全向轮的底盘车的传动机构的立体图。
图5是本发明实施方式中提供的地面移动机器人的示意图。
图6是本发明实施方式提供的底盘车的控制方法的流程图。
主要元件符号说明
底盘车10、10a
底盘11、11a
车轮13
舵机转向装置15
电机17
传动电机151
传动机构19、152
悬架12
避障系统14
障碍物探测件141
处理器143、103
支撑件16
电机安装架18
主动同步带轮111
同步带112
从动同步带轮113
主球形传动件114
传动轴115
副球形传动件116
控制系统101
通信装置105
车架110、110a
地面移动机器人100
底盘车10a
载体20
负载30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接于/连接至”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件，在可能的情况下，也可以是两个组件直接一体成型。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，本实施方式中出现的上、下、前、后等方位用语是以所述底盘车或所述地面移动机器人的常规运行姿态为参考，而不应所述认为具有限制性。
请一并参阅图1，图2及图3，本发明实施方式提供的底盘车10包括底盘11，车轮13，舵机转向装置15及电机17。所述车轮13能够替换地连接至所述底盘11。所述舵机转向装置15及所述电机17设置在所述底盘11上。所述舵机转向装置15及所述电机17均能够与所述车轮13传动连接。本实施方式中，所述电机17及所述车轮13均为多个，且所述电机17与所述车轮13一一对应传动连接。每个所述电机17与对应的车轮13之间通过传动机构19实现传动连接。每个所述电机17驱动对应的所述车轮13转动。
所述车轮13可依据所处环境的不同选择性地采用全向轮或单向轮。例如，当所处环境为野外山地时，所述车轮13采用单向轮；当所处环境为室内时，所述车轮13采用全向轮。
所述舵机转向装置15能够根据所述车轮13的类型选择性地处于传动状态或锁定状态。当所述车轮13为单向轮时，所述舵机转向装置15处于传动状态；当所述车轮13为全向轮时，所述舵机转向装置15处于锁定状态，控制所述车轮13不能随意摆动。本实施方式中，所述舵机转向装置15包括传动电机151以及传动机构152。所述舵机转向装置15通过使所述传动电机151处于电控锁死状态，使所述舵机转向装置15处于锁定状态。
可以理解，其他实施方式中，所述舵机转向装置15还包括电控锁定机构。当所述舵机转向装置15的传动电机151处于断电状态时，所述电控锁定机构锁定所述舵机转向装置15与所述车轮13之间的传动机构152及/或直接锁定所述车轮13，控制所述车轮13不能随意摆动。
图示实施方式中，所述底盘车10还包括多个悬架12。所述多个悬架12设置在所述底盘11上，且与所述多个车轮13一一对应。每个所述悬架12用于将对应的所述车轮13连接至所述底盘11。所述悬架12可为横臂式悬架、纵臂式悬架、多连杆式悬架、烛式悬架或麦弗逊悬架。本实施方式中，所述悬架12为麦弗逊悬架。
本实施方式中，所述底盘车10还包括避障系统14。所述避障系统14设置在所述底盘11上，用于在所述底盘车10的行驶过程中帮助所述底盘车10躲避障碍物。所述避障系统14包括如下至少一种：视觉传感器，超声波传感器，激光雷达传感器。本实施方式中，所述避障系统14为包括不同类型传感器的复合避障系统。图示实施方式中，所述避障系统14包括多个障碍物探测件141及至少一个处理器143。所述多个障碍物探测件141设置在所述底盘11，且每个所述障碍物探测件141位于两个所述车轮13之间。所述多个障碍物探测件141分别朝向不同的方向，具有不同的探测范围。所述多个障碍物探测件141可为视觉传感器，超声波传感器，激光雷达传感器等。具体在图示的实施方式中，每个所述障碍物探测件141包括双目传感器以及超声波传感器。
所述至少一个处理器143单独地或者协作地工作。本实施方式中，所述处理器143为一个。所述处理器143设置在所述底盘11上且位于所述多个障碍物探测件143之间。所述处理器143与所述多个障碍物探测件141通信连接，且与所述舵机转向装置15及所述多个电机17电性连接。所述处理器143用于根据所述多个障碍物探测件141的探测结果控制所述舵机转向装置15及所述多个电机17，进而控制所述底盘车10的行进方向及行进速度。
可以理解，其他实施方式中，所述障碍物探测件141可为一个。此时，所述障碍物探测件141可绕垂直于所述底盘11的轴线旋转。优选地，所述障碍物探测件141凸出设置在所述底盘11的中部。
本实施方式中，所述底盘车10还包括多个支撑件16。所述多个支撑件16与所述多个障碍物探测件141一一对应。每个所述支撑件16用于将对应的所述障碍物探测件141凸出地架设在所述底盘11上，以免由于所述底盘车10的自身结构挡住所述障碍物探测件141影响所述障碍物探测件141对障碍物的探测。
图示实施方式中，所述底盘车10还包括多个电机安装架18。所述多个电机安装架18与所述多个电机17一一对应。每个所述电机安装架18将对应的所述电机17架设在所述底盘11上。
每个所述电机17与每个所述车轮13之间采用传动机构19连接。所述传动机构19可以为皮带传动机构，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构等。
所述底盘车10还包括一个控制系统101。所述控制系统101包括处理器103，通信装置105，车轮传感器(图未示)，多个第一电子调速器(图未示)及第二电子调速器(图未示)。
所述处理器103可为一个或多个。本实施方式中，所述处理器103为一个。所述控制系统101的处理器103可与所述处理器143为同一处理器，也可与所述处理器143各自单独设置。本实施方式中，所述处理器103与所述处理器143为同一处理器。
所述通信装置105设置在所述底盘11上，用于接收遥控信号。所述处理器103与所述通信装置105通信连接。所述遥控信号包括用于表示所述车轮类型的控制信号，及用于表示所述车轮13的运动状态的控制信号。所述车轮13的运动状态包括如下至少一种：转向，前进，后退，加速，减速。
所述车轮传感器与所述处理器103通信连接，所述车轮传感器用于检测车轮类型，并将所述车轮类型的信息发送给所述处理器103。
所述多个第一电子调速器与所述多个电机17一一对应。所述多个第一电子调速器与所述处理器103通信连接，并且用于分别控制所述多个电机17。所述第二电子调速器与所述处理器103通信连接，用于控制所述舵机转向装置15的舵机。
图示所述实施方式中，所述底盘车10还包括车架110。所述车架110固定于所述底盘11上。所述悬架12连接于所述车架110。所述车架110用于承载所述舵机转向装置15，所述避障系统14，所述支撑件16，所述控制系统101及其他元器件，或者其他外设装置，如摄像头，麦克风，摄像机，照相机，生命探测器，机械手等。所述车架110可为单层，双层或多层结构。图示实施方式中，所述车架110为双层结构。本实施方式中，所述舵机转向装置15设置在所述车架110的上层；所述多个障碍物探测件141通过所述多个支撑件16架设在所述车架110的上层；所述通信装置19设置在所述车架110的上层；所述处理器143设置在所述车架110的中间层。
可以理解，其他实施方式中，所述车架110可省略，所述舵机转向装置15，所述避障系统14，所述支撑件16，所述控制系统101及其他维持所述底盘车10正常运行的元器件，或者其他外设装置，如摄像头，麦克风，摄像机，照相机，生命探测器，机械手等也可直接设置在所述底盘11上。
请参阅图4，本发明的第二实施方式提供的底盘车的传动机构为皮带传动机构，其包括主动同步带轮111，同步带112，从动同步带轮113，主球形转动件114，传动轴115及副球形传动件116。所述主动同步带轮111连接至所述电机17。所述同步带112传动连接所述主动同步带轮111与所述从动同步带轮113。所述从动同步带轮113与所述主球形传动件114传动连接。所述传动轴115传动连接所述主球形传动件114与所述副球形传动件116。所述副球形转动件与所述车轮13传动连接。所述电机17驱动所述主动同步带轮111转动。所述主动同步带轮111通过所述同步带112带动所述从动同步带轮113转动。所述从动同步带轮113通过所述主球形传动件114带动所述传动轴115传动。所述传动轴115带动所述副球形传动件116转动，进而带动所述车轮13转动。
请参阅图5，本发明还提供一种地面移动机器人100包括所述底盘车10a及设置于所述底盘车10a上的载体20。所述载体20设置在所述底盘车10a的底盘11a上。优选地，所述载体20设置在底盘车10a的车架110a上。所述载体用于承载负载。所述载体20包括如下至少一种：云台，支架。所述负载30包括如下至少一种：摄像机，照相机，生命探测器，机械手。
其中，所述底盘车10a也可以上述各个实施例的底盘车10。
请参阅图6，本发明还提供一种所述底盘车10的控制方法600。所述方法500包括如下步骤。
步骤601，获取所述底盘车10的车轮类型。
所述底盘车10的车轮类型包括全向轮、单向轮等。车轮类型的信息可以由用户输入，或者由传感器自动感测获取。例如，所述车轮传感器对所述底盘车10的车轮类型进行检测，并将检测到的所述车轮类型的信息发送给所述处理器103。
步骤602，根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式。
当所述车轮传感器检测到的车轮类型为全向轮时，所述处理器103与所述第二电子调速器通信，控制所述第二电子调速器将所述舵机转向装置15空转(锁定)；当所述车轮传感器检测到的车轮类型为单向轮时，所述处理器103与所述第二电子调速器通信，控制所述第二电子调速器将所述舵机转向装置15释放。
步骤603，接收控制信号，并根据控制信号控制所述底盘车进入相应的运动状态。
本实施方式中，所述底盘车10的通信装置105所接收关于所述车辆运动状态的遥控信号，并与所述处理器103通信。所述处理器103与所述第一电子调速器通信，控制所述底盘车10进入相应的运动状态。
相对于现有技术，本发明提供的底盘车及地面移动机器人由于所述舵机转向装置可以在所述车轮为单向轮时控制所述底盘车实现转向，并在所述车轮为全向轮时空转，因此，可根据所处环境替换与所述底盘车的底盘连接的车轮，并根据车轮类型选择性地使所述舵机转向装置处于传动或锁定状态，进而使得所述底盘车及地面移动机器人实现野外与室内均可使用；本发明提供的底盘车控制系统可依据车轮类型的不同，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式，使得所述底盘车及地面移动机器人实现野外与室内均可使用。
对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
1.一种底盘车，其特征在于，包括：
车轮和底盘，所述车轮能够替换地连接至所述底盘，所述车轮为单向轮或全向轮；
避障系统，设置在所述底盘上，所述避障系统包括多个障碍物探测件，多个所述障碍物探测件分别朝向不同的方向。
2.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
多个支撑件，每个所述支撑件用于将对应的所述障碍物探测件凸出地架设在所述底盘上。
3.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，
每个所述障碍物探测件位于两个所述车轮之间。
4.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，
所述多个障碍物探测件包括视觉传感器、超声波传感器、激光雷达传感器中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，
每个所述障碍物探测件包括双目传感器和超声波传感器。
6.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，设置在所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；
处理器，设置在所述底盘上，所述处理器用于根据所述多个障碍物探测件的探测结果控制所述舵机转向装置。
7.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，设置在所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；
车轮传感器，用于检测所述车轮的车轮类型；
处理器，所述车轮传感器与所述处理器通信连接，所述处理器能够获取所述车轮类型，并根据所述车轮类型，控制所述舵机转向装置处于传动状态或锁定状态，
其中，当连接至所述底盘的所述车轮为所述单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，以控制所述单向轮摆动实现转向；当连接至所述底盘的所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，以控制所述全向轮不能随意摆动。
8.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，设置在所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；
通信装置，设置在所述底盘上，所述通信装置用于接收遥控信号，所述遥控信号包括用于表示所述车轮类型的控制信号；
处理器，所述通信装置与所述处理器通信连接，所述处理器能够获取所述车轮类型，并根据所述车轮类型，控制所述舵机转向装置处于传动状态或锁定状态，
其中，当连接至所述底盘的所述车轮为所述单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，以控制所述单向轮摆动实现转向；当连接至所述底盘的所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，以控制所述全向轮不能随意摆动。
9.一种底盘车的控制系统，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的底盘车，所述控制系统包括：
一个或多个处理器，单独地或共同地工作，
所述处理器用于：获取底盘车的车轮类型；以及根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式；和/或，
所述处理器用于：根据所述多个障碍物探测件的探测结果控制舵机转向装置。
10.一种底盘车的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的底盘车，所述控制方法包括：
获取底盘车的车轮类型；以及
根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式；和/或，
根据所述多个障碍物探测件的探测结果控制舵机转向装置。
11.一种底盘车，其特征在于，包括：
车轮和底盘，所述车轮能够替换地连接至所述底盘，所述车轮为单向轮或全向轮；
车架，设置在所述底盘上，所述车架至少用于承载外设装置。
12.根据权利要求11所述的底盘车，其特征在于，
所述外设装置包括摄像头、麦克风、摄像机、照相机、生命探测器、机械手中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的底盘车，其特征在于，
所述车架为单层、双层或多层结构。
14.根据权利要求11所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，所述车架还用于承载所述舵机转向装置；和/或，
避障系统，所述车架还用于承载所述避障系统；和/或，
控制系统，所述车架还用于承载所述控制系统。
15.根据权利要求14所述的底盘车，其特征在于，
所述舵机转向装置设置在所述车架的上层；和/或，
所述避障系统包括多个障碍物探测件，多个所述障碍物探测件通过多个支撑件设置在所述车架的上层；和/或，
所述控制系统包括通信装置，所述通信装置设置在所述车架的上层；和/或，
所述控制系统包括处理器，所述处理器设置在所述车架的中间层。
16.根据权利要求11所述的底盘车，其特征在于，还包括：
多个悬架，所述悬架与所述车轮一一对应，每个所述悬架将对应的所述车轮连接至所述底盘，其中，所述悬架连接于所述车架。
17.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，设置在所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；
车轮传感器，用于检测所述车轮的车轮类型；
处理器，所述车轮传感器与所述处理器通信连接，所述处理器能够获取所述车轮类型，并根据所述车轮类型，控制所述舵机转向装置处于传动状态或锁定状态，
其中，当连接至所述底盘的所述车轮为所述单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，以控制所述单向轮摆动实现转向；当连接至所述底盘的所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，以控制所述全向轮不能随意摆动。
18.根据权利要求1所述的底盘车，其特征在于，还包括：
舵机转向装置，设置在所述底盘上，并且能够与所述车轮连接；
通信装置，设置在所述底盘上，所述通信装置用于接收遥控信号，所述遥控信号包括用于表示所述车轮类型的控制信号；
处理器，所述通信装置与所述处理器通信连接，所述处理器能够获取所述车轮类型，并根据所述车轮类型，控制所述舵机转向装置处于传动状态或锁定状态，
其中，当连接至所述底盘的所述车轮为所述单向轮时，所述舵机转向装置处于传动状态，以控制所述单向轮摆动实现转向；当连接至所述底盘的所述车轮为全向轮时，所述舵机转向装置处于锁定状态，以控制所述全向轮不能随意摆动。
19.一种底盘车的控制系统，其特征在于，应用于权利要求11至18中任一项所述的底盘车，所述控制系统包括：
一个或多个处理器，单独地或共同地工作，
所述处理器用于：获取底盘车的车轮类型；以及根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式；和/或，
所述处理器用于：根据多个障碍物探测件的探测结果控制舵机转向装置。
20.一种底盘车的控制方法，其特征在于，应用于权利要求11至18中任一项所述的底盘车，所述控制方法包括：
获取底盘车的车轮类型；以及
根据所述车轮类型，切换至与所述车轮类型相应的车轮控制模式；和/或，
根据多个障碍物探测件的探测结果控制舵机转向装置。
技术总结