專利名稱：一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機器人運動裝置，尤其涉及一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動機器人是機器人技術(shù)研究的一個重要分支，其研究目標(biāo)是構(gòu)建一個集環(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)。隨著機械、電子、計算機、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，移動機器人的性能得到很大提高通過集成傳感器，移動機器人可以感知周圍的環(huán)境信息，通過使用性能更強的控制系統(tǒng)，移動機器人能夠自己進行邏輯判斷和分析，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，在運動中可以避開障礙物的機 器人防止碰撞裝置，對機器人技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)設(shè)計方案。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；其中，所述紅外傳感器陣列由多個紅外傳感器組成，分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側(cè)面；機器人運動裝置包括運動底盤、驅(qū)動電機、底盤控制器、嵌入式運動控制器；底盤安裝有轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運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)送到嵌入式運動控制器，所述嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進行處理，做出動態(tài)運動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運動命令，所述底盤控制器控制所述驅(qū)動電機做出避開障礙物的運動。所述機器人運動裝置為四輪機器人運動裝置。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個紅外傳感器組成，每個側(cè)面安裝2個，每個紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點10cm。所述嵌入式運動控制器采用無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計算機。本實用新型的技術(shù)效果是全方位探測障礙物，反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單，可有效防止機器人與障礙物發(fā)生碰撞。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作一詳細描述。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的控制原理圖。
具體實施方式
一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，如圖1，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；所述紅外傳感器陣列由8個獨立的紅外傳感器I組成，分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側(cè)面；機器人運動裝置包括運動底盤2、驅(qū)動電機3、底盤控制器4、嵌入式運動控制器5 ;底盤安裝有轉(zhuǎn)輪6，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運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)送到嵌入式運動控制器，所述嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進行處理，做出動態(tài)運動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運動命令，所述底盤控制器控制所述驅(qū)動電機做出避開障礙物的運動。所述機器人運動裝置為四輪機器人運動裝置。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個紅外傳感器安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側(cè)面，每個側(cè)面安裝2個，每個紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點10cm。所述嵌入式運動控制器采用研華UN0-2178A型無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計算機。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。在有效檢測距離內(nèi)沒有障礙物時，紅外傳感器的信號接口輸出為低電平；當(dāng)機器人運動裝置在運動中遇到靜止或移動的障礙物時，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行動態(tài)決策，判斷周圍障礙物的位置，對移動機器人下一周期的動作進行規(guī)劃，并將運動命令發(fā)送給機器人運動裝置的底盤控制器。底盤控制器對嵌入式運動控制器發(fā)送的運動命令進行解析，將其分解為四路驅(qū)動輪的運動速度和方向信息，控制機器人運動裝置做出相應(yīng)的動作避開障礙物，達到防碰撞的效果。
權(quán)利要求1.一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；其特征在于，所述紅外傳感器陣列由多個紅外傳感器組成，紅外傳感器分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側(cè)面；機器人運動裝置包括運動底盤、驅(qū)動電機、底盤控制器、嵌入式運動控制器；底盤安裝有轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動電機連接，所述紅外傳感器的信號接口與嵌入式運動控制器的輸入輸出端口相連，所述嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進行處理，向底盤控制器發(fā)出運動命令，所述底盤控制器控制驅(qū)動電機做出避開障礙物的運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述機器人運動裝置為四輪機器人運動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機器人運動防碰撞系統(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所述的一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外傳感器陣列是由8個紅外傳感器組成，每個側(cè)面安裝2個，每個紅外傳感器距離所安裝側(cè)面的端點IOcm0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式運動控制器采用無冷卻風(fēng)扇的嵌入式工業(yè)控制計算機。
專利摘要本實用新型涉及一種機器人運動防碰撞系統(tǒng)，包括紅外傳感器陣列和機器人運動裝置；紅外傳感器陣列由8個獨立的紅外傳感器組成，分別安裝在機器人運動裝置的前、后、左、右四個側(cè)面；機器人運動裝置包括運動底盤、驅(qū)動電機、底盤控制器、嵌入式運動控制器；紅外傳感器探測周圍的障礙物，并轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到嵌入式運動控制器，嵌入式運動控制器對所接收的紅外傳感器發(fā)送的信號進行處理，做出動態(tài)運動規(guī)劃，向底盤控制器發(fā)出運動命令，使機器人運動裝置做出避開障礙物的運動。本實用新型的技術(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