專利名稱：一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)器人運(yùn)動裝置，尤其涉及一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)研究的一個(gè)重要分支，其研究目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合系統(tǒng)。隨著機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制、傳感器、信號處理等與之相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域的快速發(fā)展，移動機(jī)器人的性能得到很大提高通過集成傳感器，移動機(jī)器人可以感知周圍的環(huán)境信息，通過使用性能更強(qiáng)的控制系統(tǒng)，移動機(jī)器人能夠自己進(jìn)行邏輯判斷和分析，在無人控制的情況下，能夠自主的完成多種任務(wù)，其應(yīng)用范圍也正在不斷擴(kuò)大。在消防、化工、電力等領(lǐng)域中都得到廣泛應(yīng)用，極大的提高了生成力和工作效率。因此，開發(fā)能夠感知周圍的環(huán)境，在運(yùn)動中可以避開障礙物的機(jī) 器人防止碰撞裝置，對機(jī)器人技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機(jī)器人運(yùn)動裝置；其中，所述紅外傳感器陣列由多個(gè)紅外傳感器組成，分別安裝在機(jī)器人運(yùn)動裝置的前、后、左、右四個(gè)側(cè)面；機(jī)器人運(yùn)動裝置包括運(yùn)動底盤、驅(qū)動電機(jī)、底盤控制器、嵌入式運(yùn)動控制器；底盤安裝有轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機(jī)連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運(yùn)動控制器的輸入輸出端口相連，紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到嵌入式運(yùn)動控制器，所述嵌入式運(yùn)動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進(jìn)行處理，做出動態(tài)運(yùn)動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運(yùn)動命令，所述底盤控制器控制所述驅(qū)動電機(jī)做出避開障礙物的運(yùn)動。所述機(jī)器人運(yùn)動裝置為四輪機(jī)器人運(yùn)動裝置。所述紅外傳感器是有紅外線發(fā)射與接收功能的一體化光電傳感器。所述紅外傳感器陣列是由8個(gè)紅外傳感器組成，每個(gè)側(cè)面安裝2個(gè)，每個(gè)紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點(diǎn)10cm。所述嵌入式運(yùn)動控制器采用無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是全方位探測障礙物，反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單，可有效防止機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。

圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的控制原理圖。
具體實(shí)施方式
一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，如圖1，包括紅外傳感器陣列和機(jī)器人運(yùn)動裝置；所述紅外傳感器陣列由8個(gè)獨(dú)立的紅外傳感器I組成，分別安裝在機(jī)器人運(yùn)動裝置的前、后、左、右四個(gè)側(cè)面；機(jī)器人運(yùn)動裝置包括運(yùn)動底盤2、驅(qū)動電機(jī)3、底盤控制器4、嵌入式運(yùn)動控制器5 ;底盤安裝有轉(zhuǎn)輪6，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機(jī)連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運(yùn)動控制器的輸入輸出端口相連，紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到嵌入式運(yùn)動控制器，所述嵌入式運(yùn)動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進(jìn)行處理，做出動態(tài)運(yùn)動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運(yùn)動命令，所述底盤控制器控制所述驅(qū)動電機(jī)做出避開障礙物的運(yùn)動。所述機(jī)器人運(yùn)動裝置為四輪機(jī)器人運(yùn)動裝置。所述紅外傳感器采用博光E18-D80NK型，有紅外線發(fā)射與接收功能的一體化光電 傳感器，最大有效檢測距離為80cm。所述8個(gè)紅外傳感器安裝在機(jī)器人運(yùn)動裝置的前、后、左、右四個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面安裝2個(gè)，每個(gè)紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點(diǎn)10cm。所述嵌入式運(yùn)動控制器采用研華UN0-2178A型無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。紅外傳感器是一種有效的接近覺傳感器，具有角度分辨率高、反映靈敏、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。在有效檢測距離內(nèi)沒有障礙物時(shí)，紅外傳感器的信號接口輸出為低電平；當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動裝置在運(yùn)動中遇到靜止或移動的障礙物時(shí)，相應(yīng)位置的紅外傳感器的信號接口輸出為高電平，嵌入式運(yùn)動控制器檢測到紅外傳感器信號接口的電平變化，根據(jù)所有輸出為高電平的紅外傳感器的分布信息進(jìn)行動態(tài)決策，判斷周圍障礙物的位置，對移動機(jī)器人下一周期的動作進(jìn)行規(guī)劃，并將運(yùn)動命令發(fā)送給機(jī)器人運(yùn)動裝置的底盤控制器。底盤控制器對嵌入式運(yùn)動控制器發(fā)送的運(yùn)動命令進(jìn)行解析，將其分解為四路驅(qū)動輪的運(yùn)動速度和方向信息，控制機(jī)器人運(yùn)動裝置做出相應(yīng)的動作避開障礙物，達(dá)到防碰撞的效果。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機(jī)器人運(yùn)動裝置；其特征在于，所述紅外傳感器陣列由多個(gè)紅外傳感器組成，紅外傳感器分別安裝在機(jī)器人運(yùn)動裝置的前、后、左、右四個(gè)側(cè)面；機(jī)器人運(yùn)動裝置包括運(yùn)動底盤、驅(qū)動電機(jī)、底盤控制器、嵌入式運(yùn)動控制器；底盤安裝有轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機(jī)連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運(yùn)動控制器的輸入輸出端口相連，所述嵌入式運(yùn)動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進(jìn)行處理，向底盤控制器發(fā)出運(yùn)動命令，所述底盤控制器控制驅(qū)動電機(jī)做出避開障礙物的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人運(yùn)動裝置為四輪機(jī)器人運(yùn)動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外傳感器是有紅外線發(fā)射與接收功能的一體化光電傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外傳感器陣列是由8個(gè)紅外傳感器組成，每個(gè)側(cè)面安裝2個(gè)，每個(gè)紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點(diǎn)IOcm0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式運(yùn)動控制器采用無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人運(yùn)動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機(jī)器人運(yùn)動裝置；紅外傳感器陣列由8個(gè)獨(dú)立的紅外傳感器組成，分別安裝在機(jī)器人運(yùn)動裝置的前、后、左、右四個(gè)側(cè)面；機(jī)器人運(yùn)動裝置包括運(yùn)動底盤、驅(qū)動電機(jī)、底盤控制器、嵌入式運(yùn)動控制器；紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到嵌入式運(yùn)動控制器，嵌入式運(yùn)動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進(jìn)行處理，做出動態(tài)運(yùn)動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運(yùn)動命令，使機(jī)器人運(yùn)動裝置做出避開障礙物的運(yùn)動。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是全方位探測障礙物，反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單，可有效防止機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞。
文檔編號G05D1/02GK202795054SQ201220452609
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者武海澄, 李偉, 范明豪, 杜曉峰, 陳自年, 汪書蘋 申請人:安徽省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司