本發(fā)明屬于機(jī)器人導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是涉及一種基于磁導(dǎo)航傳感器的移動機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前移動機(jī)器人所采用的導(dǎo)航方式多種多樣，如尋跡黑色線條導(dǎo)航，激光導(dǎo)航，視覺導(dǎo)航，拐彎磁條加陀螺儀導(dǎo)航的方式等。尋跡黑色線條導(dǎo)航容易受現(xiàn)場光照、環(huán)境干擾等因素影響，可靠性不高；激光導(dǎo)航需采用激光器，成本較高；視覺導(dǎo)航系統(tǒng)由于涉及到攝像頭拍攝、圖像處理、有效信息獲取等復(fù)雜技術(shù)，導(dǎo)致不實用，甚至可能信息獲取錯誤，影響導(dǎo)航效果；采用拐彎磁條加陀螺儀的方式進(jìn)行導(dǎo)航，結(jié)構(gòu)繁雜，算法復(fù)雜，安裝不便，并且成本較高。

以上的移動機(jī)器人導(dǎo)航方式雖然可以滿足移動機(jī)器人導(dǎo)航的功能需求，但在性能、成本、可靠性方面均有待提高，現(xiàn)如今，磁導(dǎo)航傳感器的應(yīng)用也越來越廣，磁導(dǎo)航傳感器有著成本低，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，如何完成磁導(dǎo)航傳感器在機(jī)器人導(dǎo)航上的應(yīng)用便成為需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁導(dǎo)航傳感器的移動機(jī)器人，通過磁感分析以及快速的電機(jī)控制調(diào)節(jié)，從而將磁導(dǎo)航傳感器較好的應(yīng)用到機(jī)器人裝置上。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種基于磁導(dǎo)航傳感器的移動機(jī)器人，包括機(jī)器人本體：

機(jī)器人本體的底側(cè)中部裝設(shè)磁傳感器，機(jī)器人本體內(nèi)裝設(shè)控制主板模塊，磁傳感器內(nèi)包括磁通量分析處理模塊，磁傳感器通過RS232串行接口與主控板相聯(lián)，控制主板通過信號及數(shù)據(jù)控制線路與第一電機(jī)控制器相聯(lián)，第一電機(jī)控制器通過電氣控制線路與第一轉(zhuǎn)輪電機(jī)相聯(lián)，控制主板通過信號及數(shù)據(jù)控制線路與第二電機(jī)控制器相聯(lián)，第二電機(jī)控制器通過電氣控制線路與第二轉(zhuǎn)輪電機(jī)相聯(lián)；

機(jī)器人本體的下側(cè)鋪設(shè)預(yù)設(shè)軌道板，預(yù)設(shè)軌道板的上側(cè)中部開設(shè)磁條槽結(jié)構(gòu)，磁條槽內(nèi)裝設(shè)預(yù)設(shè)磁條，磁條槽的上側(cè)開口裝設(shè)密封塑料板結(jié)構(gòu)。

預(yù)設(shè)磁條的寬度為30mm或50mm寬的磁條。

磁傳感器與預(yù)設(shè)磁條的間距差小于60mm。

磁傳感器包括磁感應(yīng)圈、電源轉(zhuǎn)換部分、微處理器電路、16路電磁感應(yīng)信號處理單元、UART通信轉(zhuǎn)換電路。

電源轉(zhuǎn)換部分依次包含電源防反接電路、輸入濾波電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、輸出濾波電路。

16路電磁感應(yīng)信號處理單元包含霍爾信號采集電路、差分信號處理電路、信號放大電路、電壓比較電路。

通信轉(zhuǎn)換電路為UART轉(zhuǎn)RS232通信電路。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過在機(jī)器人本體的底側(cè)裝設(shè)磁傳感器，并利用磁通量分析處理模塊與控制主板進(jìn)行信息分析，再通過控制主板對不同側(cè)的電機(jī)控制器進(jìn)行控制，對不同側(cè)的轉(zhuǎn)輪電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，實現(xiàn)磁偏后的快速調(diào)整，將磁導(dǎo)航傳感器較好的應(yīng)用到機(jī)器人裝置上；同時將預(yù)設(shè)磁條裝設(shè)在磁條槽內(nèi)且用密封塑料板進(jìn)行保護(hù)，大大降低了磁條的損耗。

當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為磁導(dǎo)航傳感器結(jié)構(gòu)圖；

圖4位磁傳感及調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1-機(jī)器人本體；2-磁傳感器；3-控制主板；4-第一轉(zhuǎn)輪電機(jī)；5-第二轉(zhuǎn)輪電機(jī)；6-磁通量分析處理模塊；7-第一電機(jī)控制器；8-第二電機(jī)控制器；9-磁感應(yīng)圈；10-預(yù)設(shè)磁條；11-預(yù)設(shè)軌道板；12、磁條槽；13、密封塑料板。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“開孔”、“上”、“下”、“厚度”、“頂”、“中”、“長度”、“內(nèi)”、“四周”等指示方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的組件或元件必須具有特定的方位，以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

請參閱附圖所示，本發(fā)明為一種基于磁導(dǎo)航傳感器的移動機(jī)器人包括機(jī)器人本體1：

機(jī)器人本體1的底側(cè)中部裝設(shè)磁傳感器2，機(jī)器人本體1內(nèi)裝設(shè)控制主板3模塊，磁傳感器2內(nèi)包括磁通量分析處理模塊6，磁傳感器2通過RS232串行接口與主控板3相聯(lián)，控制主板3通過信號及數(shù)據(jù)控制線路與第一電機(jī)控制器7相聯(lián)，第一電機(jī)控制器7通過電氣控制線路與第一轉(zhuǎn)輪電機(jī)4相聯(lián)，控制主板3通過信號及數(shù)據(jù)控制線路與第二電機(jī)控制器8相聯(lián)，第二電機(jī)控制器8通過電氣控制線路與第二轉(zhuǎn)輪電機(jī)5相聯(lián)；

機(jī)器人本體1的下側(cè)鋪設(shè)預(yù)設(shè)軌道板11，預(yù)設(shè)軌道板11的上側(cè)中部開設(shè)磁條槽12結(jié)構(gòu)，磁條槽12內(nèi)裝設(shè)預(yù)設(shè)磁條10，磁條槽12的上側(cè)開口裝設(shè)密封塑料板13結(jié)構(gòu)。

其中，預(yù)設(shè)磁條10的寬度為30mm或50mm寬的磁條。

其中，磁傳感器2與預(yù)設(shè)磁條10的間距差小于60mm。

其中，磁傳感器2包括磁感應(yīng)圈、電源轉(zhuǎn)換部分、微處理器電路、16路電磁感應(yīng)信號處理單元、UART通信轉(zhuǎn)換電路。

其中，電源轉(zhuǎn)換部分依次包含電源防反接電路、輸入濾波電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、輸出濾波電路。

其中，16路電磁感應(yīng)信號處理單元包含霍爾信號采集電路、差分信號處理電路、信號放大電路、電壓比較電路。

其中，通信轉(zhuǎn)換電路為UART轉(zhuǎn)RS232通信電路。

更進(jìn)一步的根據(jù)附圖來進(jìn)行說明：

如圖1、圖2所示：

當(dāng)機(jī)器人行走時，磁傳感器2不間斷地從預(yù)設(shè)磁條10感應(yīng)電磁信號，并將感應(yīng)到電磁信號的通道數(shù)量和編號發(fā)送給機(jī)器人控制主板3。因磁傳感器2固定于機(jī)器人本體1底部中央位置，當(dāng)感應(yīng)到電磁信號的通道數(shù)量左右偏差較大時，機(jī)器人控制主板3對機(jī)器人本體1的兩個驅(qū)動輪進(jìn)行差速控制，從而對機(jī)器人本體1行駛方向進(jìn)行糾偏，保證機(jī)器人能夠按原定路線行駛。

該磁傳感器2的預(yù)設(shè)磁條10的寬度可以是30mm或50mm寬的磁條，感應(yīng)距離不小于60mm，感應(yīng)速度能夠滿足機(jī)器人本體1移動速度2米-3米/秒的要求，導(dǎo)航效果穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明采用電磁感應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的機(jī)器人導(dǎo)航功能，由于磁傳感器2是安裝在機(jī)器人本體1底部，距離預(yù)設(shè)磁條10較近，并且電磁信號不易受環(huán)境光照等因素干擾，可靠性較高。每臺機(jī)器人只需安裝一臺磁傳感器1即可實現(xiàn)導(dǎo)航，從而簡化了機(jī)器人的設(shè)計結(jié)構(gòu)、降低了機(jī)器人的生產(chǎn)成本。

如圖3所示：

該磁傳感器2包括電源轉(zhuǎn)換部分，微處理器電路，16路電磁感應(yīng)信號處理單元(不限于16路)，UART通信轉(zhuǎn)換電路。

電源轉(zhuǎn)換部分依次包含電源防反接電路、輸入濾波電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、輸出濾波電路；16路電磁感應(yīng)信號處理單元包含霍爾信號采集電路、差分信號處理電路、信號放大電路、電壓比較電路；通信轉(zhuǎn)換電路為UART轉(zhuǎn)RS232通信電路，RS232通用性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。

本發(fā)明可避免電源反接損壞，通道數(shù)量與常用磁條配合合理，檢測距離大，導(dǎo)航算法簡單、性能可靠；并且通信接口簡單、可靠、通用性強(qiáng)。

如圖4所示：

傳感器2通過RS232串行接口與機(jī)器人控制主板3相聯(lián)，機(jī)器人的控制主板3將信息分析處理后，通過數(shù)據(jù)信息控制傳輸單元將不同的控制信號傳輸給第一電機(jī)控制器7、第二電機(jī)控制器8，第一電機(jī)控制器7通過電氣控制單元對第一轉(zhuǎn)輪電機(jī)4進(jìn)行控制，第二電機(jī)控制器8通過電氣控制單元對第二轉(zhuǎn)輪電機(jī)5進(jìn)行控制。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。