[實(shí)用新型]一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721074186.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207148323U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董洪斌;白戎;劉大巍;孫婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春德信光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/93
• 分類號(hào): G01S17/93
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專利事務(wù)所22206
• 代理人: 李曉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，家用機(jī)器人隨之流行。在家用機(jī)器人行走過(guò)程中需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)周圍障礙物進(jìn)行躲避，目前在避障模塊中多使用超聲波探測(cè)模塊，但現(xiàn)有的超聲波探測(cè)模塊存在測(cè)量精度低、范圍小、發(fā)現(xiàn)周圍障礙物的能力差，出錯(cuò)率高等問(wèn)題，機(jī)器人在行走過(guò)程總發(fā)生碰撞，容易造成機(jī)器人損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置，用于行走機(jī)器人探測(cè)周圍障礙物信息，避免機(jī)器人行走過(guò)程總發(fā)生碰撞、傾倒及損壞，達(dá)到機(jī)器人行走安全的目的。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置，其特征是：包括探測(cè)激光驅(qū)動(dòng)單元、探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)接收光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)控制單元、微處理器及通信單元，其中微處理器連接通信單元和探測(cè)控制單元；探測(cè)控制單元連接探測(cè)激光驅(qū)動(dòng)單元、探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)及探測(cè)接收光學(xué)系統(tǒng)，且探測(cè)激光驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射脈沖激光；通信單元與機(jī)器人行走控制單元通信連接；

其中探測(cè)激光驅(qū)動(dòng)單元包括反激式電源控制器、第一MOS管、變壓器、二極管、濾波電路、脈沖激光器、第二MOS管、邏輯器件、延遲線及MOS管驅(qū)動(dòng)器，所述第一MOS管連接反激式電源控制器和變壓器；所述二極管連接變壓器與濾波電路；所述脈沖激光器分別與濾波電路、反激式電源控制器及第二MOS 管連接；所述延遲線連接邏輯器件與MOS管驅(qū)動(dòng)器；所述MOS管驅(qū)動(dòng)器與第二 MOS管連接；

其中探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括脈沖半導(dǎo)體激光器、平板玻璃、凸透鏡Ⅰ、PIN 光電探測(cè)器及光電轉(zhuǎn)換電路Ⅰ，所述平板玻璃位于脈沖半導(dǎo)體激光器發(fā)射脈沖激光的路線上；所述凸透鏡Ⅰ位于平板玻璃的透射光路上；所述PIN光電探測(cè)器位于平板玻璃的反射光路上，PIN光電探測(cè)器與光電轉(zhuǎn)換電路Ⅰ連接；

其中探測(cè)接收光學(xué)系統(tǒng)包括APD光電探測(cè)器、窄帶濾光片、凸透鏡Ⅱ、凸透鏡Ⅲ及光電轉(zhuǎn)換電路Ⅱ，所述凸透鏡Ⅲ、凸透鏡Ⅱ、窄帶濾光片及APD光電探測(cè)器沿從障礙物反射的激光光路方向順次設(shè)置，其中APD光電探測(cè)器與光電轉(zhuǎn)換電路Ⅱ連接；

其中探測(cè)控制單元包括第一差分轉(zhuǎn)換器、第二差分轉(zhuǎn)換器及數(shù)字邏輯芯片，所述第一差分轉(zhuǎn)換器一端與探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)連接，另一端與數(shù)字邏輯芯片連接；所述第二差分轉(zhuǎn)換器一端與探測(cè)接收光學(xué)系統(tǒng)連接，另一端與數(shù)字邏輯芯片連接。

進(jìn)一步，所述光電轉(zhuǎn)換電路Ⅰ和光電轉(zhuǎn)換電路Ⅱ均包括阻抗放大器、限幅放大器以及PECL轉(zhuǎn)換電路，且阻抗放大器、限幅放大器以及PECL轉(zhuǎn)換電路順次連接。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，本實(shí)用新型可以帶來(lái)如下有益效果：本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于集成到整個(gè)行走機(jī)器人中，有利于整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型精度高，通過(guò)多次高頻探測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物信息，具有安全性高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，本實(shí)用新型使用激光照射目標(biāo)范圍通過(guò)檢測(cè)接收光信號(hào)，進(jìn)行障礙物的探測(cè)。與傳統(tǒng)的超聲波探測(cè)相比，激光具有測(cè)量精度高、范圍大、出錯(cuò)率低等特點(diǎn)，與超聲波探測(cè)模塊相比，提高了周圍障礙物發(fā)現(xiàn)的能力。

綜上，本實(shí)用新型提出了一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置，用于行走機(jī)器人探測(cè)周圍障礙物信息，避免機(jī)器人行走過(guò)程總發(fā)生碰撞，達(dá)到機(jī)器人行走安全的目的。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型一種基于激光探測(cè)技術(shù)的行走機(jī)器人碰撞預(yù)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為探測(cè)激光驅(qū)動(dòng)單元電路圖。

圖3為激光探測(cè)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為激光探測(cè)接收光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為光電轉(zhuǎn)換電路圖。

圖6為探測(cè)控制單元電路圖。