[發明專利]一種磁式編碼器迷宮機器人

在審

• 申請號: 202010545300.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN113799171A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 袁臣虎;董佳麗;米璐晗;周佳文
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J19/02;B25J5/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.磁式編碼器迷宮機器人，其機器人包括PCB底板和置于PCB底板上的磁式編碼器、紅外發射接收組件以及電機、電機支撐架和輪子。其特征在于，所述PCB底板上設置有單片機、陀螺儀、電機驅動電路、供電電源電路，其中，所述單片機分別與陀螺儀、電機驅動電路、供電電源電路相連，所述陀螺儀分別與單片機和供電電源相連。所述置于PCB底板上的磁式編碼器、紅外接收發射傳感器以及電機、電機支撐架和輪子，其中，所述磁式編碼器分別與單片機和供電電源相連，所述紅外發射接收電路分別與單片機和供電電源相連，所述電機與電機驅動電路相連，所述電機支撐架和PCB底板用螺絲固定起來，所述輪子與電機支撐架相連并且后面的兩個輪子分別安裝磁鐵，所述編碼器芯片與后面的兩個輪子同心軸并且互相對稱固定在PCB底板上，利用輪子轉動在編碼器芯片中產生正交的脈沖信號來判斷迷宮機器人的速度和位置信息。

如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，所示磁式編碼器包括磁鐵、編碼器芯片，磁鐵安裝在輪子中心軸的凹槽內，編碼器芯片采用1024線的AS5040并且與磁鐵保持1毫米的間隙平行安裝在PCB底板上。

2.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，單片機是以STM32F4系列為主控制器，處于PCB底板正上方位置。單片機對紅外發射接收組件、陀螺儀、磁式編碼器進行數據的采集和處理，隨后通過控制算法對迷宮機器人的整體運行進行相應的控制。

3.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，電機組件包括電機、齒輪和電機軸，齒輪安裝電機軸上，電機采用廉價的空心杯8520航模電機，齒輪的齒數為14齒，厚度為0.5毫米，模數為0.5。

4.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，電機支撐架采用機械強度高的輕質樹脂材料并且安裝在PCB底板的兩側，電機貼近PCB底板，降低整體重心。

5.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，所述紅外發射接收組件包括紅外發射管、紅外接收管、紅外遮光罩，其中正前方兩組紅外發射接收組件檢測前方墻壁信息，斜45°兩組紅外發射接收組件檢測左右側墻壁信息，保證迷宮機器人行走在迷宮中間。

6.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，電源芯片包括安裝在PCB底板下方的電源芯片AMS1117-3V3、AMS1117-5V，電源芯片AMS1117-3V3為單片機供電，電源芯片AMS1117-5V為紅外發射接收組件、陀螺儀和磁式編碼器供電。

7.如權利要求1所述的磁式編碼器迷宮機器人，其特征在于，陀螺儀安裝在PCB底板的中心位置，利用陀螺儀可以測量迷宮機器人在轉彎過程中角度的大小。