專利名稱：空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬傳感器技術(shù)與移動機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空調(diào)管道清潔裝置是采用有線電纜提供電力和傳輸信號的，這種工作方式不能清潔很長的管道，所以經(jīng)常需要在空調(diào)管道上開多個入口。這種方式為現(xiàn)場操作帶來很大的困難。而空調(diào)管道清潔機(jī)器人是可以自主清潔管道網(wǎng)絡(luò)的。因為配置有可充電電池和檢測障礙物的視覺裝置，所以能夠深入到空調(diào)管道深處進(jìn)行工作。其中的視覺裝置負(fù)責(zé)提供機(jī)器人周圍環(huán)境的障礙物情況。由于空調(diào)管道內(nèi)部很復(fù)雜，存在很多轉(zhuǎn)彎和向下的豎井，并且管壁的構(gòu)成材料也很復(fù)雜，采用單一的障礙物檢測方式勢必會經(jīng)常失效，影響機(jī)器人的工作效率，甚至?xí)萑肟照{(diào)管道內(nèi)而不能脫離。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型采用多種檢測方式構(gòu)成多傳感器視覺裝置，為空調(diào)管道清潔機(jī)器人提供一種性能可靠的障礙物檢測解決方案。本發(fā)明采取的技術(shù)方案:空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，還包括超聲波視覺電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射超聲波信號的超聲波發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的的超聲波發(fā)射探頭的超聲波發(fā)射電路，接收超聲波信號的超聲波接收探頭和對所述的超聲波接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的超聲波接收電路；紅外視覺電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第一紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的第一紅外發(fā)射探頭的第一紅外發(fā)射電路，接收紅外信號的第一紅外接收探頭和對所述的第一紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第一紅外接收電路；臺階檢測電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第二紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的第二紅外發(fā)射探頭的第二紅外發(fā)射電路，接收紅外信號的第二紅外接收探頭和對所述的第二紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第二紅外接收電路；碰撞檢測裝置，設(shè)置碰撞板，所述的碰撞板設(shè)置在所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的前部，在所述的碰撞板兩側(cè)設(shè)置左微動開關(guān)和右微動開關(guān)，并與所述的單片機(jī)連接。設(shè)置至少兩個所述的超聲波視覺電路。設(shè)置至少兩個所述的紅外視覺電路。設(shè)置至少兩個所述的臺階檢測電路。所述的臺階檢測電路，設(shè)置所述的第二紅外發(fā)射探頭與所述的第二紅外接收探頭相互傾斜。實施本實用新型的積極效果是:1、采用超聲波和紅外兩種方式進(jìn)行非接觸式的障礙物檢測方式；2、采用碰撞檢測來預(yù)防非接觸檢測方式的失效可能；3、可檢測向下的臺 階，預(yù)防機(jī)器人跌落。

圖1是多傳感器視覺裝置的系統(tǒng)框圖；圖2是多傳感器視覺裝置的超聲波視覺電路原理圖；圖3是多傳感器視覺裝置的紅外視覺電路原理圖；圖4是多傳感器視覺裝置的臺階檢測電路原理圖；圖5是多傳感器視覺裝置的碰撞檢測裝置原理圖。
具體實施方式
參照圖1 一 5，空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)1，還包括紅外視覺電路7，超聲波視覺電路8，臺階檢測電路9和碰撞檢測裝置10。所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人作為一個執(zhí)行空調(diào)管道清潔任務(wù)的機(jī)器人還設(shè)置了提供電源的電源電路2，輸入指令和顯示狀態(tài)的人機(jī)交互模塊3，控制所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人行走的驅(qū)動輪電機(jī)控制電路4，驅(qū)動吸塵電機(jī)的無刷電機(jī)控制電路5和控制滾刷的滾刷電機(jī)控制電路6。所述的超聲波視覺電路8，設(shè)置發(fā)射超聲波信號的超聲波發(fā)射探頭12，驅(qū)動所述的的超聲波發(fā)射探頭12的超聲波發(fā)射電路11，接收超聲波信號的超聲波接收探頭14和對所述的超聲波接收探頭14的輸出信號進(jìn)行放大濾波的超聲波接收電路13。所述的超聲波發(fā)射電路11和超聲波接收電路13分別與所述的單片機(jī)I連接。所述的超聲波發(fā)射電路11在所述的單片機(jī)I的控制下，驅(qū)動所述的超聲波發(fā)射探頭12發(fā)射超聲波；超聲波經(jīng)過障礙物反射后，由所述的超聲波接收探頭14接收轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出給所述的超聲波接收電路13，經(jīng)過放大濾波以后輸出給所述的單片機(jī)I。所述的紅外視覺電路7，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第一紅外發(fā)射探頭16，驅(qū)動所述的第一紅外發(fā)射探頭16的第一紅外發(fā)射電路15，接收紅外信號的第一紅外接收探頭18和對所述的第一紅外接收探頭18的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第一紅外接收電路17。所述的第一紅外發(fā)射電路15和第一紅外接收電路17分別與所述的單片機(jī)I連接。所述的第一紅外發(fā)射電路15在所述的單片機(jī)I的控制下，驅(qū)動所述的第一紅外發(fā)射探頭16發(fā)射紅外線；紅外線經(jīng)過障礙物反射后，由所述的第一紅外接收探頭18接收轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出給所述的第一紅外接收電路17，經(jīng)過放大濾波以后輸出給所述的單片機(jī)I。所述的臺階檢測電路9，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第二紅外發(fā)射探頭20，驅(qū)動所述的第二紅外發(fā)射探頭20的第二紅外發(fā)射電路19，接收紅外信號的第二紅外接收探頭22和對所述的第二紅外接收探頭22的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第二紅外接收電路21。所述的第二紅外發(fā)射探頭20與所述的第二紅外接收探頭22安裝在所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的底盤上，向下相互傾斜設(shè)置。所述的第二紅外發(fā)射探頭20與所述的第二紅外接收探頭22的光路相交與前方一點。所述的第二紅外發(fā)射電路19和第二紅外接收電路21分別與所述的單片機(jī)I連接。所述的第二紅外發(fā)射電路19在所述的單片機(jī)I的控制下，驅(qū)動所述的第二紅外發(fā)射探頭20發(fā)射紅外線；紅外線經(jīng)過障礙物反射后，由所述的第二紅外接收探頭22接收轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出給所述的第二紅外接收電路21，經(jīng)過放大濾波以后輸出給所述的單片機(jī)I。當(dāng)所述的單片機(jī)I檢測不到信號輸出的時候，就判斷前方存在向下的臺階。所述的碰撞檢測裝置10，設(shè)置碰撞板23，所述的碰撞板23設(shè)置在所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的前部，在所述的碰撞板23兩側(cè)設(shè)置左微動開關(guān)24和右微動開關(guān)25，并與所述的單片機(jī)I連接。當(dāng)超聲波和紅外檢測失效的情況下，所述的碰撞板23接觸障礙物以后，向后移動觸發(fā)所述的左微動開關(guān)24或者右微動開關(guān)25，所述的單片機(jī)I根據(jù)所述的左微動開關(guān)24或者右微動開關(guān)25的信號情況，判斷碰撞發(fā)生的角度，以進(jìn)行決策。為了增加覆蓋范圍，設(shè)置至少兩個所述的超聲波視覺電路8，至少兩個所述的紅外視覺電路7，至少兩個所述的臺階檢測電路9。
權(quán)利要求1.空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，其特征是:還包括 超聲波視覺電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射超聲波信號的超聲波發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的的超聲波發(fā)射探頭的超聲波發(fā)射電路，接收超聲波信號的超聲波接收探頭和對所述的超聲波接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的超聲波接收電路； 紅外視覺電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第一紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的第一紅外發(fā)射探頭的第一紅外發(fā)射電路，接收紅外信號的第一紅外接收探頭和對所述的第一紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第一紅外接收電路； 臺階檢測電路，與所述的單片機(jī)連接，設(shè)置發(fā)射紅外信號的第二紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的第二紅外發(fā)射探頭的第二紅外發(fā)射電路，接收紅外信號的第二紅外接收探頭和對所述的第二紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第二紅外接收電路； 碰撞檢測裝置，設(shè)置碰撞板，所述的碰撞板設(shè)置在所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的前部，在所述的碰撞板兩側(cè)設(shè)置左微動開關(guān)和右微動開關(guān)，并與所述的單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，其特征是:設(shè)置至少兩個所述的超聲波視覺電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，其特征是:設(shè)置至少兩個所述的紅外視覺電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，其特征是:設(shè)置至少兩個所述的臺階檢測電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，其特征是:所述的臺階檢測電路，設(shè)置所述的第二紅外發(fā)射探頭與所述的第二紅外接收探頭相互傾斜。
專利摘要一種空調(diào)管道清潔機(jī)器人的多傳感器視覺裝置，包含執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，還包括超聲波視覺電路，設(shè)置超聲波發(fā)射探頭，驅(qū)動所述的超聲波發(fā)射探頭的超聲波發(fā)射電路，超聲波接收探頭和對所述的超聲波接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的超聲波接收電路；紅外視覺電路，設(shè)置第一紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動第一紅外發(fā)射探頭的第一紅外發(fā)射電路，第一紅外接收探頭和對第一紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第一紅外接收電路；臺階檢測電路，設(shè)置第二紅外發(fā)射探頭，驅(qū)動第二紅外發(fā)射探頭的第二紅外發(fā)射電路，第二紅外接收探頭和對第二紅外接收探頭的輸出信號進(jìn)行放大濾波的第二紅外接收電路；碰撞檢測裝置，設(shè)置碰撞板，左微動開關(guān)和右微動開關(guān)。
文檔編號G01V11/00GK203069806SQ20132008873
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者程曉東, 劉瑜, 方曙光 申請人:慈溪邁思特電子科技有限公司