[實(shí)用新型]機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520700588.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204925797U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 廣東秉德律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 閆有幸;楊煥軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于智能機(jī)器人上的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著生活水平的提高，越來(lái)越多人渴望得到更多的個(gè)人時(shí)間，以便享受生活。然而，快節(jié)奏的工作，繁重的家務(wù)，占用了人們大量的個(gè)人時(shí)間。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人可以逐步代替人類承擔(dān)簡(jiǎn)單重復(fù)的體力勞動(dòng)。這些機(jī)器人很多都必須具備自主行走運(yùn)動(dòng)能力，而這類機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間往往具有各種各樣的障礙物(墻壁、家具等)，機(jī)器人不可避免地與這些障礙物發(fā)生碰撞，那么機(jī)器人就必須能識(shí)別出來(lái)發(fā)生了碰撞，以及發(fā)生碰撞的具體方向，以便指導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行下一步的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。

目前的機(jī)器人應(yīng)對(duì)碰撞的策略分兩種：第一種策略是機(jī)器人前面部分的外殼做成可以移動(dòng)的，不同方向發(fā)生碰撞時(shí)，可移動(dòng)的外殼就可以觸發(fā)各個(gè)不同方向的開(kāi)關(guān)按鍵(光電開(kāi)關(guān)或者物理開(kāi)關(guān))，機(jī)器人就可以識(shí)別到不同方向的碰撞；但是由于將機(jī)器人的前面外殼做成可移動(dòng)的，就導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器人的外觀不夠美觀，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，開(kāi)發(fā)模具費(fèi)用過(guò)高，而且只能夠識(shí)別到左右兩個(gè)方向的碰撞，并且使用的物理按鍵壽命比較短，使用久了，碰撞檢測(cè)模塊就容易發(fā)生檢測(cè)故障。第二種策略是機(jī)器人的外殼跟底座是固定在一起，不可移動(dòng)的，機(jī)器人通過(guò)紅外光電等方式，提前檢測(cè)到障礙物，從而避免與障礙物發(fā)生碰撞，但是由于不同物體反射的紅外光強(qiáng)度不同，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人無(wú)法判斷到前方的障礙物而與之發(fā)生碰撞，而且由于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間里存在一些小的障礙物，紅外檢測(cè)裝置是無(wú)法檢測(cè)到的，如果沒(méi)有碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)，機(jī)器人就會(huì)撞擊障礙物并一直頂著障礙物跑，由于這個(gè)策略無(wú)法判斷障礙物的位置，就可能無(wú)法進(jìn)行正常的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，而且這種策略會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)無(wú)法覆蓋到靠近障礙物的空間，存在明顯的死角。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)，能夠精確檢測(cè)障礙物，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、裝配簡(jiǎn)化、模具成本降低、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括機(jī)器人殼體、機(jī)器人底座、控制主板、兩個(gè)行動(dòng)輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、馬達(dá)電流檢測(cè)模塊、障礙物檢測(cè)傳感器、至少兩個(gè)碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)；殼體為圓盤盒狀，底座固定連接于殼體底部，兩個(gè)行動(dòng)輪并排設(shè)置于底座上，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)行動(dòng)輪，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的控制端連接控制主板的行動(dòng)控制信號(hào)輸出端；馬達(dá)電流檢測(cè)模塊的檢測(cè)端檢測(cè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流，輸出端連接控制主板的電流檢測(cè)輸入端；障礙物檢測(cè)傳感器設(shè)置于殼體的前進(jìn)方向側(cè)，與控制主板的相應(yīng)信號(hào)采集端連接；至少兩個(gè)碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)設(shè)置于殼體的前進(jìn)方向側(cè)；所述碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)電金屬片層、PCB銅片及導(dǎo)線，導(dǎo)電金屬片層緊貼機(jī)器人的殼體內(nèi)壁設(shè)置，PCB銅片設(shè)置于機(jī)器人控制主板上，導(dǎo)電金屬片層通過(guò)導(dǎo)線與PCB銅片相連，組成一個(gè)寄生電容。

作為具體的技術(shù)方案，所述至少兩個(gè)碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)具體為四個(gè)或八個(gè)，分別呈弧形片狀，貼設(shè)于殼體內(nèi)壁并圍成一周。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)還包括內(nèi)保護(hù)層，該內(nèi)保護(hù)層貼設(shè)于所述導(dǎo)電金屬片層內(nèi)側(cè)。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述殼體為絕緣的塑料材料制成，其外周設(shè)置有用于碰撞緩沖的軟膠保護(hù)層。

作為具體的技術(shù)方案，所述障礙物檢測(cè)傳感器由光電對(duì)管傳感器或者超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型采用電容感應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)，可以保證機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、裝配簡(jiǎn)化、模具成本降低、使用壽命長(zhǎng)，還可以識(shí)別到多個(gè)細(xì)化方向的撞擊，而且對(duì)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)電容感應(yīng)無(wú)法識(shí)別的障礙物，結(jié)合馬達(dá)電流的檢測(cè)法進(jìn)行分析就可以判斷到電容識(shí)別法無(wú)法判斷到的障礙物。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的碰撞感測(cè)區(qū)域劃分圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)中碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)及殼體的構(gòu)造圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例提供的機(jī)器人障礙物檢測(cè)系統(tǒng)包括殼體10、底座11控制主板12、兩個(gè)行動(dòng)輪13、一個(gè)萬(wàn)向輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(圖中未示)、馬達(dá)電流檢測(cè)模塊14、五個(gè)障礙物檢測(cè)傳感器(圖中分別標(biāo)號(hào)為161-165)及八個(gè)碰撞檢測(cè)機(jī)構(gòu)(圖中分別標(biāo)號(hào)為171-178)。