[实用新型]一种检测机器人头部初始位置及控制其头部转动的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种检测机器人头部初始位置及控制其头部转动的装置。

背景技术

随着新技术的发展，工业4.0发展越来越快。人工智能的发展进入了快车道，智能型机器人的使用场景越来越多。在实际应用中，机器人的头部转动必不可少，现阶段一般都采用电机驱动式转动，在转动结构设计方面各有不同，尤其是如何判断头部的初始方位(也就是正方位)的方式各不相同。

由于现有的普通电机无法反馈转角位置，在一些特殊应用的场合，使用者需要获取电机初始点位置，来判定电机旋转方向及旋转速度。判断电机位置的方法有很多，目前主流方案为增加角度传感器，但此传感器价格很高，需要一定的安装精度，不利于使用在对电机旋转角度输出要求很精确的场合。

目前，带角度反馈的电机，大多成本较高，安装使用很不方便。需要使用比较复杂的结构进行安装调校，推广使用比较困难。另外有采用纯机构卡点的方式进行判断，不利于多次重复使用，对产品寿命等有很大影响。

光敏元件发展迅速，光耦传感器技术越来越成熟，成本相对低廉，使用相对方便。利用光耦传感器与机构设计相结合，可实现电机位置读取，从而可获取电机初始位置。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种将光耦传感器与机器人头部的电机结合的技术方案，以实现机器人头部转动的控制、并判断机器人头部的初始位置，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种检测机器人头部初始位置及控制其头部转动的装置，结构简单、能够反馈电机初始位置以及转角位置。

本实用新型的检测机器人头部初始位置及控制其头部转动的装置，包括

-电机，用于驱动所述机器人的头部转动；

-挡片，设置在所述电机的转子上；

-三个光耦传感器，沿所述挡片的旋转路径设置在所述机器人的头部内、并在挡片旋转过程中能够被挡片遮挡；

-控制器，根据任意一个所述光耦传感器的信号控制所述电机的转动实现所述机器人头部的转动角度。

进一步的，三个所述光耦传感器中的一个设置在所述机器人头部正中央，另外两个光耦传感器分别与位于机器人头部正中央的光耦传感器相邻，且与机器人头部正中央的光耦传感器的夹角为90°。

进一步的，三个所述光耦传感器通过RS485通信接口电路将信号传输给所述控制器。

进一步的，所述控制器为ATMEGA64单片机。

借由上述方案，本实用新型通过在电机的转子上安装挡片，控制器利用挡片触发光耦传感器产生的信号对电机的位置信息进行识别并控制电机的转动来实现机器人头部的转动角度，结构简单，成本低，且安装方便，实用性较强。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种检测机器人头部初始位置及控制其头部转动的装置，包括电机，用于驱动机器人的头部转动；挡片，设置在电机的转子上；三个光耦传感器，沿挡片的旋转路径设置在机器人的头部内、并在挡片旋转过程中能够被挡片遮挡；控制器，根据任意一个光耦传感器的信号控制电机的转动实现机器人头部的转动角度。

具体的，本实用新型中三个光耦传感器中的一个设置在机器人头部正中央，另外两个光耦传感器分别与位于机器人头部正中央的光耦传感器相邻，且与机器人头部正中央的光耦传感器的夹角为90°，即三个光耦传感器的相对角度依次分别为0°、90°、180°。机器人在初始状态下，电机转动，当挡片经过这三个光耦传感器中的任何一个时，光耦传感器被挡片遮挡，产生一个脉冲信号，当控制器检测到来自三个位置上的光耦传感器的任何一个信号后，即可识别出当前电机转角位置，依次来判断当前电机的位置信息。比如，当中间的光耦传感器(即相对角度为90°角的光耦传感器)被电机上的挡片遮挡时，该光耦传感器产生脉冲信号，即可识别出机器人头部位置为90°，即位于正方向，有了该初始方向之后，如果头部需要向左或向右旋转某个角度，即可通过控制器控制电机的转动来实现头部的转动角度。