[实用新型]一种机器人运动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人运动控制技术领域，具体为一种采用多传感器技术和运动控制算法实现机器人运动控制的技术。

背景技术

在机器人系统中，定位是一项核心技术，是机器人研究领域的重点和难点问题。机器人导航的基本任务有二点：

(1)基于环境理解的全局定位：通过环境中景物的理解，识别人为路标或具体的实物，以完成对机器人的定位，为路径规划提供素材；

(2)安全保护：能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。

机器人有多种导航方式，根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同，可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航三类。根据导航采用的硬件的不同，可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。在自主移动机器人导航中，无论是局部实时避障还是全局规划，都需要精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置，以完成导航、避障及路径规划等任务，这就是机器人的定位问题。

传统的导航技术数据源较为单一，因此使得对机器人周边信息掌握的不够准确，严重影响机器人运动的连续性，甚至导致其因为磕碰、摔倒产生了损坏，影响了使用可靠性。为了克服这一问题，有人提出了比较成熟的定位系统可分为被动式传感器系统和主动式传感器系统。而单一地采用上述系统，依旧不能精确地反映检测对象的特性，无法消除信息的不确定性。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于解决现有技术的缺陷，为机器人装备多种传感器，通过多源信息融合产生更准确、更全面的信息，提高机器人使用的可靠性。

本实用新型提供了一种机器人运动控制模块，包括超声波测距单元、红外测距单元、防跌落单元、加速度测量单元、电机控制单元、陀螺仪单元，其特征在于：其中：

所述超声波测距单元包括在机器人前后面设置的多个超声波测距传感器，所述的超声波测距传感器带有实时温度补偿功能，并设置在一条总线上，所述总线最多可挂接20个超声波测距传感器，所述多个超声波测距传感器采用分时采集的方法，当一个超声波完成测量后，启动另一个超声波测量，以此解决相互干扰；

所述红外测距单元，包括在机器人前面设置多个红外测距传感器，主要分布在机器人两侧的边缘以及所述超声波测距传感器之间，用以弥补超声波系统中存在的死区部分；

所述防跌落单元，包括在机器人底盘近地面边缘设置多个红外测距传感器，可测量该部位到地面的距离，这样每个驱动轮的前后两侧机器人底盘的正前方和正后方都能检测到，并在发生异常时能够及时将数据反馈到控制器，达到有效的预防；

所述加速度测量单元，用于当机器人摔倒或跌落时，且防跌落单元未发出有效反馈时，能够监测到这种异常行为，并及时通知控制器进行相应的处理；

所述电机控制单元，包括带霍尔反馈输出的直流电机，将电机反馈作为增量式PID控制的输入量计算对电机的输出控制，用以解决由于采样周期不准确带来的计算结果偏大或偏小造成的电机转动忽快忽慢的问题；

所述陀螺仪单元，设置在在电机控制单元中，接受电机反馈来计算机器人相对于初始位置的位移，通过所述陀螺仪计算出机器人转过的角度，根据距离和角度的关系就能算出当下机器人的坐标。

附图说明

图1是本实用新型实施例的底盘红外避障传感器分布图。

图2是本实用新型实施例的机器人前面传感器分布图。

图3是本实用新型实施例的机器人后面传感器分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出详细的说明。

本实用新型实施例提供了一种机器人运动控制系统，包括：