本發(fā)明屬于智能機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種包含固定支腿數(shù)支撐形態(tài)與可擴(kuò)展支腿數(shù)支撐形態(tài)的雙模態(tài)移動(dòng)機(jī)器人保護(hù)系統(tǒng)。固定形態(tài)通過出廠預(yù)裝實(shí)現(xiàn)低成本高穩(wěn)定性，可擴(kuò)展形態(tài)通過模塊化拼接適配復(fù)雜場(chǎng)景需求。系統(tǒng)支持與移動(dòng)底盤一體化集成或作為獨(dú)立配件使用，適用于醫(yī)療護(hù)理、物流搬運(yùn)、家庭服務(wù)等領(lǐng)域，解決傳統(tǒng)服務(wù)機(jī)器人支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足與成本不可兼得的矛盾。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)存在普遍缺乏可靠支撐、擴(kuò)展的機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、決策智能化不足等問題。形態(tài)固化缺陷：現(xiàn)有支撐結(jié)構(gòu)主要依靠四輪作為固定支撐點(diǎn)，由于支撐面積小存在傾覆風(fēng)險(xiǎn)（如cn118238181a?“機(jī)器人支撐設(shè)備以及機(jī)器人組件”），而且無法根據(jù)場(chǎng)景需求擴(kuò)展，導(dǎo)致重載或復(fù)雜地形下穩(wěn)定性不足；擴(kuò)展的機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜（例如cn222452183u“一種搬運(yùn)機(jī)器人底盤”），不僅成本高企，而且增加維護(hù)難度，難以普及；決策智能化不足：缺乏根據(jù)成本與性能自動(dòng)推薦支撐形態(tài)的算法，只能在出廠前明確選配或者后期進(jìn)行設(shè)備配件更換，操作門檻高。

2、廣州零號(hào)軟件科技有限公司專利cn2025102783381“一種多模態(tài)可移動(dòng)健康輔助機(jī)械臂系統(tǒng)及其協(xié)同控制方法”中，設(shè)計(jì)了一種四輪全向驅(qū)動(dòng)底盤，集成可展開式支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包含：a)伸縮式支腿：通過液壓/電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)，作業(yè)時(shí)從底盤內(nèi)部伸出；b)折疊式支腿：通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)收納于底盤或機(jī)械臂外側(cè)，展開時(shí)旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度；所述支撐結(jié)構(gòu)支持兩種布局形態(tài)：i)三角支撐：三個(gè)支腿呈120°對(duì)稱分布；ii)四角支撐：四個(gè)支腿呈矩形對(duì)稱分布。本專利作為同一申請(qǐng)人的類似技術(shù)的延伸專利，讓機(jī)器人移動(dòng)底盤的支撐結(jié)構(gòu)除了應(yīng)用在健康輔助機(jī)械臂外，還可應(yīng)用到包括人形機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、專用機(jī)器人等更多機(jī)器人形態(tài)中。本發(fā)明通過固定與可擴(kuò)展雙模態(tài)設(shè)計(jì)及成本-性能優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性的平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明進(jìn)行支撐組件雙模態(tài)設(shè)計(jì)，包含固定形態(tài)支撐（低成本方案）與可擴(kuò)展形態(tài)支撐（高靈活性方案）兩種設(shè)計(jì)（圖1）。

2、固定形態(tài)支撐（低成本方案）：出廠預(yù)裝模式：機(jī)器人底盤出廠時(shí)預(yù)裝三角、四角、五角、六角中的一種固定形態(tài)支腿，支腿數(shù)量與展開角度不可更改；成本優(yōu)勢(shì)：采用一體化成型工藝（壓鑄鋁合金/工程塑料），部件數(shù)量減少60%，售價(jià)降低40-50%；適用場(chǎng)景：養(yǎng)老院標(biāo)準(zhǔn)病床支撐（四角）、家庭衛(wèi)生間防滑（三角）、超市伴行（五角）。

3、可擴(kuò)展形態(tài)支撐（高靈活性方案）：模塊化拼接架構(gòu)：支腿通過標(biāo)準(zhǔn)接口（iso9409-1-50）自由組合，支持3-6個(gè)支腿的動(dòng)態(tài)增減；成本增加項(xiàng)：需額外配置通用連接器、分布式驅(qū)動(dòng)控制器；適用場(chǎng)景：醫(yī)院多功能護(hù)理車（3→6腿擴(kuò)展）、戶外復(fù)雜地形救援（4→5腿增強(qiáng)）?？蓴U(kuò)展形態(tài)支撐安裝流程見圖6，支持靈活購(gòu)買方式。

4、核心技術(shù)創(chuàng)新對(duì)比見表1:

5、表1:?核心技術(shù)創(chuàng)新對(duì)比表

6、 技術(shù)維度 固定形態(tài)支撐 可擴(kuò)展形態(tài)支撐 結(jié)構(gòu)工藝 一體壓鑄成型，無活動(dòng)關(guān)節(jié) 模塊化拼接，帶自鎖旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 驅(qū)動(dòng)方式 集中式液壓驅(qū)動(dòng) 分布式電動(dòng)推桿 最大負(fù)載 300kg（六角形態(tài)） 800kg（六角擴(kuò)展形態(tài)） 成本增幅 基準(zhǔn)價(jià) 基準(zhǔn)價(jià)上增加50%至80% 形態(tài)切換時(shí)間 不支持 5秒內(nèi)完成

7、

8、為更好地選配機(jī)器人支撐結(jié)構(gòu)，本發(fā)明給出智能決策引擎設(shè)計(jì)，其成本-性能優(yōu)化建議：例如當(dāng)預(yù)算小于2萬(wàn)元（以家庭護(hù)理、酒店伴行等應(yīng)用需求）時(shí)，適配固定形態(tài)支撐；當(dāng)預(yù)算高于5萬(wàn)元（以災(zāi)害救援、重載物流為主），適配可擴(kuò)展形態(tài)支撐。形態(tài)切換控制邏輯見圖2。

技術(shù)特征：

1.一種固定與可擴(kuò)展支腿數(shù)雙模態(tài)移動(dòng)機(jī)器人支撐保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包含：固定形態(tài)支撐組件：出廠預(yù)裝為三角、四角、五角、六角中的一種，支腿數(shù)量與展開角度不可變更；可擴(kuò)展形態(tài)支撐組件：通過標(biāo)準(zhǔn)化接口動(dòng)態(tài)增減支腿數(shù)量（3-6個(gè)），支持形態(tài)自主切換；成本分級(jí)控制模塊：根據(jù)用戶預(yù)算與場(chǎng)景需求推薦固定或可擴(kuò)展形態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于：所述固定形態(tài)支撐組件的支腿關(guān)節(jié)采用不可拆卸的一體化壓鑄工藝，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為集中式液壓泵（壓力≥20mpa）或其它可行方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于：所述可擴(kuò)展形態(tài)支撐組件包含：快拆式支腿連接器（含磁性定位銷與防水觸點(diǎn)）；分布式電動(dòng)推桿（單軸推力≥200n）；支腿id識(shí)別芯片（存儲(chǔ)長(zhǎng)度、剛度參數(shù)）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于：所述成本分級(jí)控制模塊通過以下因素決策形態(tài)推薦：用戶預(yù)設(shè)預(yù)算區(qū)間；歷史使用數(shù)據(jù)中的最大負(fù)載與地形復(fù)雜度；擴(kuò)展套件庫(kù)存狀態(tài)與交付周期。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種固定與可擴(kuò)展支腿數(shù)雙模態(tài)移動(dòng)機(jī)器人支撐保護(hù)系統(tǒng)，包含兩種核心形態(tài)：固定支腿數(shù)形態(tài)：出廠預(yù)裝三角/四角/五角/六角中的一種，采用一體成型工藝降低成本，適用于標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景；可擴(kuò)展支腿數(shù)形態(tài)：通過標(biāo)準(zhǔn)化接口動(dòng)態(tài)增減支腿（3?6個(gè)），適配重載與復(fù)雜地形。系統(tǒng)內(nèi)置智能決策引擎，根據(jù)用戶預(yù)算、負(fù)載需求與地形數(shù)據(jù)自動(dòng)推薦最優(yōu)形態(tài)，支持快速切換（≤5秒）。通過模塊化成本分級(jí)策略，滿足家庭、醫(yī)院、物流等全場(chǎng)景需求，較傳統(tǒng)方案綜合成本大幅降低。

技術(shù)研發(fā)人員：向忠宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州零號(hào)軟件科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15