一种机器人自变速的方法与流程

本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种机器人自变速的方法。

背景技术：

目前市场上油动机器人工作时的运行速度由发动机、比例阀和高低速换向阀决定，行走马达为上述运行速度的执行器件。在上述机器人中，发动机、油泵、比例阀组、行走马达，高低档位换向阀之间均存在油路，上述机器人在工作时，其行走速度由行走马达的转速决定，行走马达的转速又与比例阀的开量及自身的高低速档位有关，其中比例阀的开量与发动机的转速有关，由此可见，当上述发动机的转速会影响比例阀的开量以及行走马达的高低速档位，进而影响机器人的前行速度。

目前可用无线遥控控制履带油动消防机器人行走，但机器人启动时，发动机处于怠速状态，需要手动逐级拨动转速档位，然后遥控操控行走摇杆控制比例阀的开量，且在操作过程中，还需要根据机器人的负载情况手动调节行走马达的档位，如当负载较大时(转向、爬坡、拖重物、车体刚起步的情况下)需要用低速档(扭矩大、转速低)；当要求速度比较快时，需要用高速档(扭矩小，转速高)，这样远程操作调控履带油动消防机器人的行走速度十分麻烦、复杂；且运维人员在无线遥控机器人经常在无法看见履带油动消防机器人的场合下操作，很难清楚车体的运动状态是在爬坡还是下坡，不能根据现场地形实时的调节转速档位，随意的调节发动机转速要么导致发动机憋灭，要么极大的增大油耗，调节的准确度较差。

综上所述，现有技术中，无线遥控控制履带油动消防机器人行走时，远程操作调控机器人的行走速度十分麻烦、复杂，且人为直观地调控机器人的行走速度准确性较差。

技术实现要素：

本发明提供一种机器人自变速的方法，用以解决现有技术中，无线遥控控制履带油动消防机器人行走时，远程操作调控机器人的行走速度十分麻烦、复杂，且人为直观地调控机器人的行走速度准确性较差的问题。第一方面，本发明提供一种机器人自变速的方法，所述机器人包括履带及与所述履带连接的摇杆，该方法包括：

确定摇杆的位置变化后，获取变化后的摇杆位置；

根据变化后的摇杆位置，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

第二方面，本发明提供一种计算机介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的方法。

本发明提供的一种机器人自变速的方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明的方法，根据机器人的摇杆位置，控制其自动切换行走马达的换向阀高低速档位，进而改变所述机器人的行走速度，与现有技术中改变机器人的行走速度的繁杂的操作而言，极大地简化了无线控制机器人的行走操作的流程，节约了人力资源；

2)本发明的方法，根据机器人的摇杆位置，控制其自动切换行走马达的换向阀高低速档位，进而自动改变行走速度，提高了对所述机器人的行走速度控制的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例一提供的一种机器人自变速的方法的流程示意图；

图1b为本发明实施例一提供的对发动机的实际转速进行滤波处理的流程示意图；

图1c为本发明实施例一提供的对实际驱动轮转速值进行滤波处理的流程示意图；

图1d为本发明实施例一提供的对液压系统实测压力值进行滤波处理的流程示意图；

图1e为本发明实施例一提供的对数据进行处理及发送的原理流程示意图；

图2a为本发明实施例二提供的一种控制机器人自变速的设备的示意图；

图2b为本发明实施例二提供的一种控制机器人自变速的装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明适用于摇杆式履带机器人，如油动消防履带机器人，上述机器人包括履带及与上述履带连接的摇杆；该机器人还包括发动机、比例阀、高低速换向阀、行走马达、油泵、油箱、油泵；在上述机器人中，发动机和油泵之间，油泵和比例阀组之间，比例阀组和行走马达之间，比例阀组和高低档换向阀之间，高低档换向阀和行走马达之间，行走马达和液压油散热器之间，液压油散热器和油箱之间，油箱和油泵之间均存在油路；上述机器人在工作时，其油路走向如下：发动机带动油泵转动，油泵抽取油箱的液压油供压给比例阀，比例阀控制当前油路中的液压油流量的大小，高低档换向阀控制行走马达的换挡功能，行走马达的高低档为扭矩与流量的衡量，液压油散热器给液压油散热，油箱存储液压油。

上述机器人在工作时，其行走速度由发动机转速、比例阀、高低速换向阀决定，行走马达为上述行走速度的执行器件。

上述履带机器人的行走速度由行走马达的转速决定，行走马达的转速由比例阀的开量及自身的高低速档决定，比例阀调节液压系统流量，液压系统流量由泵的转速决定，泵的转速与发动机转速相同，当发动机转速有变化时，也会影响到履带机器人的行走速度。

针对上述场景，下面结合说明书附图对本发明实施例做进一步详细描述。

实施例一：

如图1a所示，本实施例提供一种机器人自变速的方法，上述机器人包括履带及与上述履带连接的摇杆，该方法应用于对上述机器人进行远程遥控操作时，具体包括以下步骤：

步骤110，确定摇杆的位置变化后，获取变化后的摇杆位置；

在实施中，上述履带包括左边履带和右边履带，上述摇杆包括与机器人左边履带连接的左摇杆及与机器人右边履带连接的右摇杆；

根据控制摇杆位置变化的远程遥控器的指示，分别获取机器人的左摇杆/右摇杆在左履带/右履带的当前位置；

左摇杆在左履带的当前位置和右摇杆在右履带的当前位置的组合形态，即为上述摇杆位置a。

步骤120，根据变化后的摇杆位置，控制切换机器人的行走马达的换向阈高低速档位；

在实施中，根据变化后的摇杆位置，确定上述变化后的摇杆位置对应的机器人的发动机理想转速和驱动轮理想转速；

根据上述发动机理想转速和驱动轮理想转速，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位；

作为一种可选的实施方式，还包括，在控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位之后，根据上述机器人当前负载的负载值，确定是否更改发动机转速。

在上述步骤110中，左摇杆在左履带的当前位置和右摇杆在右履带的当前位置的组合形态，即为上述摇杆位置a，应当理解为：

摇杆位置a是记录当前左摇杆/右摇杆的位置值，通常履带油动消防机器人的行走摇杆有两个，即上述左摇杆和右摇杆，每个摇杆只有前后两个方向，分别单独控制左履带和右履带；

在本实施例中，将上述每个摇杆按前后方向各划分为5个区域，如下表1，字母u对应左摇杆相对于左履带的当前位置，字母v对应右摇杆相对于右履带的当前位置，则u和v的组合状态即为上述摇杆位置a；上述u、v值的不同表示着机器人不同的行走状态，如：直行、急转弯、后退等；

对上述对每个摇杆的区域划分的方式和数量不做过多限定，本领域的技术人员可根据实际需求设定。

表1：

当上述机器人只有一个摇杆时，对应的摇杆位置a和上述该摇杆的当前位置也有相对应的位置对照表，如上述u、v的位置数据记录表1类同，本领域的技术人员可根据实际需求设置。

在实施中，技术人员根据不同的摇杆位置a的值与上述履带油动消防机器人比例阀的开量的对应关系，建立摇杆位置与比例阀开量值的映射表；在上述履带油动消防机器人工作时，根据摇杆位置与比例阀开量值的映射表，利用摇杆位置a的值对应的比例阀开量值控制上述比例阀的开量。

在上述步骤120，根据变化后的摇杆位置，确定上述变化后的摇杆位置对应的机器人的发动机理想转速和驱动轮理想转速；

上述发动机理想转速和驱动轮理想转速，为机器人处在对应的摇杆位置时，在平地上匀速行驶时对应的稳定值，需要大量测试记录，形成一个摇杆位置a和发动机理想转速b、驱动轮理想转速f、液体系统理想压力d的对应表，如表2所示；

表2：

根据上述变化后的摇杆位置a，对照上述表2，得到上述变化后的摇杆位置a对应的机器人的发动机理想转速b和驱动轮理想转速f。

在上述步骤120中，根据上述发动机理想转速和驱动轮理想转速，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位，包括：

将发动机的转速设置为上述发动机理想转速b；

根据上述发动机的实际转速c和上述发动机理想转速b的大小关系，并结合驱动轮理想转速控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位；上述换向阈高低速档位包括：换向阀高速档位和换向阀低速档位。上述实际转速c是读取的发动机的实际转速，由发动机ecu进行测量后提供，但ecu测量的实际转速会有±10rpm的波动差，在取c的值前需要对发动机的实际转速进行滤波处理，以便取到稳定的c值，上述对发动机的实际转速进行滤波处理的流程如图1b所示，在预设时间段内取若干c的值，如c1、c2、c3、c4、c5、c6等，利用滤波法对上述取到的c值进行滤波，取出稳定的c值。

在实施中，确定发动机的实际转速大于上述发动机理想转速时，通过计数器获取实际驱动轮转速g，根据上述实际驱动轮转速与上述理想驱动轮转速f大小关系，切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位；

上述计数器安装在上述驱动轮上，用于测出单位时间内通过的履带齿数值；上述实际驱动轮转速g，由计数器测出单位时间内通过的履带齿数值，通过上述履带齿数换算成的驱动轮转速为上述实际驱动轮转速g的值，反映出上述机器人当前的行走速度；

上述计数器安装在履带驱动轮上，本领域的技术人员可根据实际需求将上述计数器安装在合适位置；

上述由计数器测量出的履带齿数值也会有波动，因此，在取g值前，也需要对实际驱动轮转速值进行滤波处理，上述滤波处理如图1c所示，在预设时间段内取若干g的值，如g1、g2、g3、g4、g5、g6等，利用滤波法对上述取到的g值进行滤波，取出稳定的g值。

在实施中，确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速小于/等于行走马达的低速挡最高转速时，将行走马达的换向阈高低速档位切换到换向阀低速档位；

确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速大于行走马达的低速档最高转速时，将行走马达的换向阈高低速档位切换到换向阀高速档位；

确定上述实际驱动轮转速大于上述理想驱动轮转速，重新判断摇杆位置有无变化。

在本实施例中，上述行走马达的换向阈低速挡最高转速为48rpm/min，目前选用的行走马达的换向阈低速挡最高转速为50rpm/min，换向阈高速挡最高转速为71rpm/min，上述行走马达的转速与驱动轮的转速是一致的。在本实施例中上述机器人为履带消防机器人，在上述内容中，当实际驱动轮转速低于换向阈低速挡最高转速时，即反映上述履带消防机器人在起步、转向、拖拽物品、爬坡的状态，此时采用低速模式比较合理；当实际驱动轮转速高于低速挡最高转速时，即反映上述履带消防机器人在起步后，所需的加速度变小，此时采用高速挡可使履带消防机器人快速移动。

在上述步骤120中，根据上述机器人当前的负载值，确定是否更改发动机转速，包括：

通过电子压力传感器获取上述机器人当前负载产生的实际压力值e；

上述机器人当前负载产生的实际压力值e为机器人的液压系统实测压力值，通过上述安装在液压系统底部的电子压力传感器测出，反映当前机器人发动机的扭矩及机器人的负载情况，但液压系统的压力值也有一定的波动，在±10bar以内，故而在取e值前也需要对液压系统实测压力值进行滤波处理，上述滤波处理如图1d所示，在预设时间段内取若干e的值，如e1、e2、e3、e4、e5、e6等，利用滤波法对上述取到的e值进行滤波，取出稳定的e值。

确定获取的实际压力值e大于/等于设定的理想负载值，且大于设定额定负载值时，将上述发动机转速设置为预设最大转速值；

确定获取的实际压力值e小于系统理想压力d且小于系统的额定压力时，或上述实际压力值小于系统理想压力时，判断摇杆位置有无变化；

上述实际压力值e大于/等于设定的理想负载值时，反映上述履带消防机器人正在爬坡或者有很大负载的状态；

在本实施例中，上述设定额定负载值为220bar，当实际压力值e小于系统理想压力d时，反映上述履带消防机器人的负载处在正常范围内，当实际压力值e大于设定额定负载值时，反映上述履带消防机器人的驱动轮正在承受较大的扭矩，此时需要让上述履带消防机器人降低速度才能承受更大的压力，以便继续行走；在本实施例中，上述设定额定负载值最大为260bar；

上述确定获取的实际压力值e大于/等于设定的理想负载值，且大于设定额定负载值时，反映上述履带消防机器人的负载产生的压力过大，但发动机的扭矩与转速的曲线关系为抛物线，并不是转速越高扭矩越大，在本实施例中，发动机最大的扭矩转速为1650rpm/min，故要维持上述履带消防机器人在高压环境下运行时，可将发动机转速直接调整为1650rpm/min；本领域的技术人员也可根据上述发动机的扭矩与转速的曲线关系，根据上述履带消防机器人的实际承受的压力情况调节发动机的转速。

作为一种可选的实施方式，判断摇杆位置有无变化时，若确定上述摇杆位置无变化，则将发动机的转速设置为上述摇杆位置a对应的上述发动机理想转速b；并根据上述发动机的实际转速c和上述发动机理想转速b的大小关系，并结合驱动轮理想转速控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位；若确定上述摇杆位置发生变化，则获取变化后的摇杆位置，根据变化后的摇杆位置，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

如图1e，以下给出本实施例对数据进行处理及发送的原理流程，具体包括：

步骤1)用遥控器控制摇动摇杆，确定摇杆位置a的值；

步骤2)根据a的值确定对应的发动机理想转速b和驱动轮理想转速f；

步骤3)将上述发动机理想转速b发送给发动机；即令n＝b，上述n为发动机的转速；

步骤4)判断发动机的实际转速c是否大于/等于发动机理想转速b，若是，进入步骤5，否则继续获取发动机的实际转速；

步骤5)判断实际驱动轮转速g是否小于/等于驱动轮理想转速f，若是，则进入步骤6，否则，进入步骤12；

步骤6)判断实际驱动轮转速g是否小于/等于低速挡最高转速，若是，进入步骤7，否则，进入步骤8；

步骤7)将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀低速档位并进入步骤9；

步骤8)将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀高速档位并进入步骤9；

步骤9)判断当前负载产生的实际压力值e是否大于/等于系统理想压力d，若是，进入步骤10，否则进入步骤12；

步骤10)判断当前负载产生的实际压力值e是否小于/等于系统的额定压力，若是，则进入步骤12，否则进入步骤11；

步骤11)将上述发动机转速n设置为预设最大转速值，并进入步骤5；

步骤12)判断摇杆位置有无变化时，若摇杆位置有变化时，进入步骤1，否则，进入步骤3。

使用本实施例所述的方法，节省了控制人员繁杂的操作步骤，让操作人员更便捷的控制上述履带消防机器人。在远程操作时，上述履带消防机器人在做转向、爬坡、拖重物、车体起步等动作时，发动机的扭矩较大，如果不及时切换低速挡，车体很容易就会灭火停机，本实施例通过摇杆位置、压力传感器和计数器的数据，判断上述履带消防机器人的车体状态，实现自动换挡，让操作人员有更多的精力操控上述履带消防机器人的其他作战灭火功能。

本实施例提供的方法，可防止人为的误操作导致的发动机灭火，或者长时间大功率运转影响发动机的使用寿命的问题，因为在远程操作上述履带消防机器人时，操作人员并不能近距离感受到发动机的抖动及车体的负载状态，不能及时精确地对上述履带消防机器人加速或减速，这样会导致上述履带消防机器人工作状态很不稳定，本实施例提供的方法，以提取的常规在平地操作上述履带消防机器人的理想数据做比对，让上述履带消防机器人自主识别其工作状态，快速定位并切换到合适的换向阀高低速档位，比人为进行操作更迅速和精确。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的一种履带消防机器人自变速的方式只是举例说明，任何一种可以根据摇杆位置调节机器人行走速度的方式都适用于本发明实施例。

实施例二：

基于相同的发明构思，本发明实施例中还提供了一种控制机器人自变速的设备，如图2a所示，该设备包括处理器201和存储器201，其中处理器用于：

确定摇杆的位置变化后，获取变化后的摇杆位置；

根据变化后的摇杆位置，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

上述处理器还用于，根据上述机器人当前的负载值，确定是否更改发动机转速。

上述处理器具体用于，根据控制摇杆位置变化的远程遥控器的指示，分别获取机器人的左摇杆/右摇杆在左履带/右履带的当前位置。

上述处理器具体用于，根据上述变化后的摇杆位置，确定上述变化后的摇杆位置对应的机器人的发动机理想转速和驱动轮理想转速；

根据上述发动机理想转速和驱动轮理想转速，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位，上述换向阀高低速档位包括：换向阀高速档位和换向阀低速档位。

上述处理器具体用于，将发动机的转速设置为上述发动机理想转速；

根据上述发动机的实际转速和上述发动机理想转速的大小关系，并结合驱动轮理想转速控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

上述处理器具体用于，确定发动机的实际转速大于上述发动机理想转速时，通过计数器获取实际驱动轮转速，根据上述实际驱动轮转速与上述理想驱动轮转速大小关系，切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

上述处理器具体用于，确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速小于/等于行走马达的低速挡最高转速时，将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀低速档位；

确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速大于行走马达的低速挡最高转速时，将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀高速档位；

确定上述实际驱动轮转速大于上述理想驱动轮转速，判断摇杆位置有无变化。

上述处理器具体用于，通过电子压力传感器获取上述机器人当前负载产生的实际压力值。

上述处理器具体用于，确定获取的负载值大于/等于设定的理想负载值，且大于设定额定负载值时，将上述发动机转速设置为预设最大转速值；

确定获取的负载值小于系统理想压力且小于系统的额定压力时，或上述实际压力值小于系统理想压力时，判断摇杆位置有无变化。

基于相同的发明构思，本发明实施例中还提供了一种控制机器人自变速的装置，如图2b所示，该装置包括：

摇杆确定单元210，用于确定摇杆的位置变化后，获取变化后的摇杆位置；

行走马达档位切换单元220，用于根据变化后的摇杆位置，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

在实施中，还包括，发动机转速调整单元，用于根据上述机器人当前的负载值，确定是否更改发动机转速。

上述摇杆确定单元，用于根据控制摇杆位置变化的远程遥控器的指示，分别获取机器人的左摇杆/右摇杆在左履带/右履带的当前位置。

上述行走马达档位切换单元，用于根据上述变化后的摇杆位置，确定上述变化后的摇杆位置对应的机器人的发动机理想转速和驱动轮理想转速；

根据上述发动机理想转速和驱动轮理想转速，控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位，上述换向阀高低速档位包括：换向阀高速档位和换向阀低速档位。

上述行走马达档位切换单元，用于将发动机的转速设置为上述发动机理想转速；

根据上述发动机的实际转速和上述发动机理想转速的大小关系，并结合驱动轮理想转速控制切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

上述行走马达档位切换单元，用于确定发动机的实际转速大于上述发动机理想转速时，通过计数器获取实际驱动轮转速，根据上述实际驱动轮转速与上述理想驱动轮转速大小关系，切换机器人的行走马达的换向阀高低速档位。

上述行走马达档位切换单元，用于确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速小于/等于行走马达的低速挡最高转速时，将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀低速档位；

确定上述实际驱动轮转速小于/等于上述理想驱动轮转速，且上述实际驱动轮转速大于行走马达的低速挡最高转速时，将行走马达的换向阀高低速档位切换到换向阀高速档位；

确定上述实际驱动轮转速大于上述理想驱动轮转速，判断摇杆位置有无变化。

上述发动机转速调整单元，用于通过电子压力传感器获取上述机器人当前负载产生的实际压力值。

上述发动机转速调整单元，用于确定获取的负载值大于/等于设定的理想负载值，且大于设定额定负载值时，将上述发动机转速设置为预设最大转速值；确定获取的负载值小于系统理想压力且小于系统的额定压力时，或上述实际压力值小于系统理想压力时，判断摇杆位置有无变化。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。