一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于小家電制造技術(shù)領(lǐng)域，公開一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置及方法，該裝置包括：碼盤、浮動板、中心軸、光耦、支架、隨動輪、從動軸、皮帶，所述隨動輪軸通過皮帶與垂直向的從動軸皮帶傳動連接，所述隨動輪與中心軸之間設(shè)置有第一軸承，用于減小摩擦；中心軸固定在旋轉(zhuǎn)360度的支架上，支架通過第二軸承與浮動板連接一起；所述碼盤固定在從動軸上，從動軸與浮動板之間設(shè)置有第三軸承；固定在浮動板上的光耦通過導(dǎo)線與單片機系統(tǒng)相連。本發(fā)明能夠與驅(qū)動電機和驅(qū)動輪以及單片機系統(tǒng)組成整體的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動機器人，以實現(xiàn)多方向自由移動，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高且靈敏準(zhǔn)確，體積較小，用途廣泛，可適用于多種自移動機器人。
【專利說明】
一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]
本發(fā)明屬于小家電制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動機器人及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自移動機器人多出現(xiàn)在家電領(lǐng)域，例如:擦窗機器人。目前市場上有三種檢測結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣，其一，在驅(qū)動輪上安裝碼盤，碼盤隨著驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，單片機單元通過與碼盤對接的光耦發(fā)出的脈沖信號來判斷自移動機器人的行走距離。但是當(dāng)玻璃表面水漬較多時，擦窗機器人容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，這時會導(dǎo)致機器人的判斷失誤，不利于擦窗機器人的有效工作。
[0003]其二，一些其他自移動機器人會在設(shè)備的前進方向安裝感應(yīng)板，即當(dāng)機器人前進中遇到障礙是會發(fā)出感應(yīng)信號，這時機器人判斷前方有障礙物或者已到邊界。這樣的設(shè)計方案會加大機器人的體積，且制造成本較高。
[0004]其三，目前市場上較常見一種是單方向行走的狀態(tài)判斷裝置，該裝置由驅(qū)動件和從動件組成，從動件通過齒輪組帶動碼盤轉(zhuǎn)動，碼盤與光耦對接，通過對碼盤產(chǎn)生的脈沖信號和驅(qū)動件感應(yīng)信號分析判斷機器人的行走狀態(tài)。但缺點是機器人行走方向轉(zhuǎn)變時，該從動件也必須調(diào)整方向，靈活性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明設(shè)計目的是針對以上缺點，提出一種帶行走的狀態(tài)判斷隨動裝置及方法。該裝置的隨動輪與自移動機器人的驅(qū)動輪兩者相結(jié)合，隨動輪產(chǎn)生的脈沖信號和驅(qū)動輪產(chǎn)生的感應(yīng)信號以及驅(qū)動電機的電流信號共同傳遞單片機系統(tǒng)，由該裝置輸出的脈沖信號判斷機器人是否處于移動狀態(tài)，驅(qū)動輪輸出的感應(yīng)信號和電流信號判斷機器人是處于打滑狀態(tài)還是遇到障礙物的碰撞狀態(tài)，該裝置設(shè)計精巧，判斷靈敏，在機器人轉(zhuǎn)向時會自動調(diào)整轉(zhuǎn)動方向。
[0006]本發(fā)明的目的主要由以下技術(shù)實現(xiàn):
一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，包括:碼盤10、浮動板11、中心軸12、光耦13、支架14、隨動輪15、從動軸16、皮帶17，所述隨動輪15輪軸通過皮帶與垂直向的從動軸16皮帶傳動連接，所述隨動輪15與中心軸12之間設(shè)置有第一軸承，用于減小摩擦；中心軸(12)固定在旋轉(zhuǎn)360度的支架(14)上，支架(14)通過第二軸承與浮動板(11)連接一起;所述碼盤(10)固定在從動軸(16)上，從動軸(16)與浮動板(11)之間設(shè)置有第三軸承;所述光耦(13)固定在浮動板(11)上，光耦(13)與高精度碼盤(10)對接組成脈沖信號發(fā)射裝置，脈沖信號發(fā)射裝置光耦(13)輸出端通過導(dǎo)線與單片機系統(tǒng)相連。
[0007]—種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，所述皮帶17為橡膠帶或者同步帶、彈力帶，兩中心軸線垂直。
[0008]—種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，所述的浮動板(11)四角處設(shè)有四個導(dǎo)向孔，對角方向?qū)蚩椎木嚯x大于隨動輪(15)的回轉(zhuǎn)半徑，浮動板(11)上下移動距離為6mm，導(dǎo)向柱固定在機器人上，壓簧壓著浮動板使之與行走表面接觸。
[0009]—種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，所述的支架(14)與浮動板(11)之間的第二軸承，第二軸承上端面與浮動板(11)凸臺相抵靠，軸承下端面與支架(14)上的安裝槽相抵靠，構(gòu)成360度旋轉(zhuǎn)支架。
[0010]一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，所述從動軸(16)的最低端面低于隨動輪(15)的中心軸線。
[0011]—種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，所述碼盤10為高精度碼盤。
[0012]—種帶行走狀態(tài)判斷隨動的方法，將腳輪作為隨動輪，以從動軸為中心，實現(xiàn)多方向自由移動，其步驟如下:
1)將隨動輪固定在360度旋轉(zhuǎn)支架上；
2)將從動桿與碼盤安裝在一起，與旋轉(zhuǎn)支架共同固定在浮動板上，浮動板由彈簧和導(dǎo)柱支撐;浮動板一端由限位塊限位，另一端由彈簧支撐，導(dǎo)柱對浮動板起導(dǎo)向作用，使隨動輪與行走表面緊密貼緊；
3)通過光耦與碼盤對接產(chǎn)生脈沖信號；
4)單片機系統(tǒng)采集隨動裝置光耦(13)發(fā)出的脈沖信號與自移動機器人驅(qū)動裝置的電流信號、感應(yīng)信號進行處理，對機器人進行行走狀態(tài)判斷。
[0013]由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
本發(fā)明由隨動輪、從動桿、皮帶、中心軸、支架、浮動板、碼盤和光耦板組成，單片機系統(tǒng)采集隨動裝置發(fā)出的脈沖信號和自移動機器人驅(qū)動裝置的電流信號、感應(yīng)信號，對機器人進行行走狀態(tài)判斷。能夠與驅(qū)動電機和驅(qū)動輪以及單片機系統(tǒng)組成整體的帶行走狀態(tài)判斷裝置的自移動機器人，以實現(xiàn)多方向自由移動，且轉(zhuǎn)向靈活，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高且靈敏準(zhǔn)確，體積較小，用途廣泛，可適用于多種自移動機器人。
[0014]本發(fā)明是基于萬向輪結(jié)構(gòu)技術(shù)，隨動輪固定在可以360度旋轉(zhuǎn)的支架上，從動桿與碼盤安裝在一起與旋轉(zhuǎn)支架共同固定在浮動板上，浮動板由彈簧和導(dǎo)柱支撐，光耦與碼盤對接產(chǎn)生脈沖信號。
【附圖說明】
[0015]圖1為本帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視圖；
圖3為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0016]帶行走自移動機器人的狀態(tài)判斷裝置應(yīng)當(dāng)包括驅(qū)動部分、隨動部分以及單片機單元，本發(fā)明提供一種可實現(xiàn)萬向移動的隨動裝置。
[0017]如圖1、2、3所示，一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，包括:碼盤10、浮動板11、中心軸
12、光耦13、支架14、隨動輪15、從動軸16、皮帶17，所述隨動輪15輪軸通過皮帶與垂直向的從動軸16皮帶傳動連接，所述隨動輪15與中心軸12之間設(shè)置有第一軸承，用于減小摩擦；中心軸(12)固定在旋轉(zhuǎn)360度的支架(14)上，支架(14)通過第二軸承與浮動板(I I)連接一起；所述碼盤(10)固定在從動軸(16)上，從動軸(16)與浮動板(11)之間設(shè)置有第三軸承;所述光耦(13)固定在浮動板(11)上，光耦(13)與高精度碼盤(10)對接組成脈沖信號發(fā)射裝置，脈沖信號發(fā)射裝置光耦(13)輸出端通過導(dǎo)線與單片機系統(tǒng)相連。
[0018]所述的浮動板(11)四角處設(shè)有四個導(dǎo)向孔，對角方向?qū)蚩椎木嚯x大于隨動輪
(15)的回轉(zhuǎn)半徑，浮動板(11)上下移動距離為6mm，導(dǎo)向柱固定在機器人上，壓簧壓著浮動板使之與行走表面接觸。
[0019]所述的支架(14)與浮動板(11)之間的第二軸承，第二軸承上端面與浮動板(11)凸臺相抵靠，軸承下端面與支架(14)上的安裝槽相抵靠，構(gòu)成360度旋轉(zhuǎn)支架。所述從動軸
(16)的最低端面低于隨動輪(15)的中心軸線。所述皮帶17為橡膠帶或者同步帶、彈力帶，兩中心軸線垂直。所述碼盤10為高精度碼盤。
[0020]圖1和圖2相結(jié)合可以看到隨動結(jié)構(gòu)包括高精度碼盤10、浮動板11、中心軸12、光耦
13、支架14、隨動輪15、從動軸16、皮帶17。隨動輪15與從動軸16之間為皮帶17傳動，可以選擇橡膠帶或者同步帶，兩中心軸線垂直。隨動輪15與中心軸12之間摩擦應(yīng)減小，在設(shè)計中加入了軸承。支架14與浮動板11之間安裝了軸承，可以實現(xiàn)支架360度旋轉(zhuǎn)，在機器人各個方向移動中，隨動輪15也會隨之轉(zhuǎn)向。浮動板11與從動軸16之間安裝了軸承，使從動軸16可以低摩擦轉(zhuǎn)動，由于隨動輪15與從動軸16為增速傳動，所以高精度碼盤10更加靈敏，與之對接的光耦13輸出的脈沖信號頻率更高。為保證隨動輪15與行走表面緊密貼合，在浮動板11四角處留有導(dǎo)向孔，直徑為3.3，導(dǎo)柱一端有限位塊，限制隨動結(jié)構(gòu)的最低位，另一端安裝壓簧，對浮動板11產(chǎn)生壓力，使浮動板11上下移動時都能與行走表面貼緊。
【主權(quán)項】
1.一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，包括:碼盤10、浮動板11、中心軸12、光耦13、支架14、隨動輪15、從動軸16、皮帶17，所述隨動輪15輪軸通過皮帶與垂直向的從動軸16皮帶傳動連接，所述隨動輪15與中心軸12之間設(shè)置有第一軸承，用于減小摩擦；中心軸(12)固定在旋轉(zhuǎn)360度的支架(14)上，支架(14)通過第二軸承與浮動板(11)連接一起;所述碼盤(10)固定在從動軸(16)上，從動軸(16)與浮動板(11)之間設(shè)置有第三軸承;所述光耦(13)固定在浮動板(11)上，光耦(13)與高精度碼盤(10)對接組成脈沖信號發(fā)射裝置，脈沖信號發(fā)射裝置光耦(13)輸出端通過導(dǎo)線與單片機系統(tǒng)相連。2.如權(quán)利要求1所述的一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，其特征在于，所述皮帶17為橡膠帶或者同步帶、彈力帶，兩中心軸線垂直。3.如權(quán)利要求1所述的一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，其特征在于，所述的浮動板(11)四角處設(shè)有四個導(dǎo)向孔，對角方向?qū)蚩椎木嚯x大于隨動輪(15)的回轉(zhuǎn)半徑，浮動板(11)上下移動距離為6mm，導(dǎo)向柱固定在機器人上，壓簧壓著浮動板使之與行走表面接觸。4.如權(quán)利要求1所述的一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，其特征在于，所述的支架(14)與浮動板(11)之間的第二軸承，第二軸承上端面與浮動板(11)凸臺相抵靠，軸承下端面與支架(14)上的安裝槽相抵靠，構(gòu)成360度旋轉(zhuǎn)支架。5.如權(quán)利要求1所述的一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，其特征在于，所述從動軸(16)的最低端面低于隨動輪(15)的中心軸線。6.如權(quán)利要求1所述的一種帶行走狀態(tài)判斷隨動裝置，其特征在于，所述碼盤10為高精度碼盤。7.一種帶行走狀態(tài)判斷隨動的方法，將腳輪作為隨動輪，以從動軸為中心，實現(xiàn)多方向自由移動，其步驟如下: 1)將隨動輪固定在360度旋轉(zhuǎn)支架上； 2)將從動桿與碼盤安裝在一起，與旋轉(zhuǎn)支架共同固定在浮動板上，浮動板由彈簧和導(dǎo)柱支撐;浮動板一端由限位塊限位，另一端由彈簧支撐，導(dǎo)柱對浮動板起導(dǎo)向作用，使隨動輪與行走表面緊密貼緊； 3)通過光耦與碼盤對接產(chǎn)生脈沖信號； 4)單片機系統(tǒng)采集隨動裝置光耦(13)發(fā)出的脈沖信號與自移動機器人驅(qū)動裝置的電流信號、感應(yīng)信號進行處理，對機器人進行行走狀態(tài)判斷。
【文檔編號】A47L1/02GK105919504SQ201610488839
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】孫立新, 董玉召
【申請人】洛陽圣瑞智能機器人有限公司