[實用新型]一種機器人運動防碰撞系統

有效

• 申請號: 201220452609.9
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN202795054U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 武海澄;李偉;范明豪;杜曉峰;陳自年;汪書蘋
• 申請（專利權）人: 安徽省電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

技術領域

本實用新型屬于機器人運動裝置，尤其涉及一種機器人運動防碰撞系統。

背景技術

移動機器人是機器人技術研究的一個重要分支，其研究目標是構建一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統。隨著機械、電子、計算機、控制、傳感器、信號處理等與之相關的學科領域的快速發展，移動機器人的性能得到很大提高：通過集成傳感器，移動機器人可以感知周圍的環境信息，通過使用性能更強的控制系統，移動機器人能夠自己進行邏輯判斷和分析，在無人控制的情況下，能夠自主的完成多種任務，其應用范圍也正在不斷擴大。在消防、化工、電力等領域中都得到廣泛應用，極大的提高了生成力和工作效率。因此，開發能夠感知周圍的環境，在運動中可以避開障礙物的機器人防止碰撞裝置，對機器人技術的推廣應用具有重要意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種機器人運動防碰撞系統設計方案。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種機器人運動防碰撞系統，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；其中，所述紅外傳感器陣列由多個紅外傳感器組成，分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側面；機器人運動裝置包括運動底盤、驅動電機、底盤控制器、嵌入式運動控制器；底盤安裝有轉輪，轉輪與驅動電機連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運動控制器的輸入輸出端口相連，紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉換為電信號發送到嵌入式運動控制器，所述嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發送的信號進行處理，做出動態運動規劃，向底盤控制器發出運動命令，所述底盤控制器控制所述驅動電機做出避開障礙物的運動。

所述機器人運動裝置為四輪機器人運動裝置。

所述紅外傳感器是有紅外線發射與接收功能的一體化光電傳感器。

所述紅外傳感器陣列是由8個紅外傳感器組成，每個側面安裝2個，每個紅外傳感器距離所安裝側面的端點10cm。

所述嵌入式運動控制器采用無冷卻風扇的嵌入式工業控制計算機。

本實用新型的技術效果是：全方位探測障礙物，反應速度快，結構簡單，可有效防止機器人與障礙物發生碰撞。

下面結合附圖和實施例對本實用新型作一詳細描述。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構圖；

圖2是本實用新型的控制原理圖。

具體實施方式

一種機器人運動防碰撞系統，如圖1，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；所述紅外傳感器陣列由8個獨立的紅外傳感器1組成，分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側面；機器人運動裝置包括運動底盤2、驅動電機3、底盤控制器4、嵌入式運動控制器5；底盤安裝有轉輪6，轉輪與驅動電機連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運動控制器的輸入輸出端口相連，紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉換為電信號發送到嵌入式運動控制器，所述嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發送的信號進行處理，做出動態運動規劃，向底盤控制器發出運動命令，所述底盤控制器控制所述驅動電機做出避開障礙物的運動。

所述機器人運動裝置為四輪機器人運動裝置。

所述紅外傳感器采用博光E18-D80NK型，有紅外線發射與接收功能的一體化光電傳感器，最大有效檢測距離為80cm。

所述8個紅外傳感器安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側面，每個側面安裝2個，每個紅外傳感器距離所安裝側面的端點10cm。

所述嵌入式運動控制器采用研華UNO-2178A型無冷卻風扇的嵌入式工業控制計算機。

紅外傳感器是一種有效的接近覺傳感器，具有角度分辨率高、反映靈敏、結構簡單等優點。在有效檢測距離內沒有障礙物時，紅外傳感器的信號接口輸出為低電平；當機器人運動裝置在運動中遇到靜止或移動的障礙物時，相應位置的紅外傳感器的信號接口輸出為高電平，嵌入式運動控制器檢測到紅外傳感器信號接口的電平變化，根據所有輸出為高電平的紅外傳感器的分布信息進行動態決策，判斷周圍障礙物的位置，對移動機器人下一周期的動作進行規劃，并將運動命令發送給機器人運動裝置的底盤控制器。底盤控制器對嵌入式運動控制器發送的運動命令進行解析，將其分解為四路驅動輪的運動速度和方向信息，控制機器人運動裝置做出相應的動作避開障礙物，達到防碰撞的效果。