[实用新型]具有混合避障功能的机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于移动机器人技术领域，尤其是涉及一种具有混合避障功能的机器人。

背景技术

机器人有自动导航和避障功能，其实现方法为：机器人通过激光雷达观测周围情况，作为环境数据的主要来源，用于主控计算机导航和避障；超声波雷达负责短距离固定方位障碍物的观测，并具有(超声波雷达)不依赖于主控计算机的自主及快速的动作特性，可用于紧急避障。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种具有混合避障功能的机器人，以实现精确避障。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

具有混合避障功能的机器人，包括：工控主机和与其信号连接的底盘驱动部分、激光雷达模块，所述底盘驱动部分包括微处理器和与其信号连接的底盘运动机构和超声波模块，所述超声波模块包括若干超声波传感器；所述微处理器与工控主机之间通过usb转ttl模块进行信号连接。

进一步的，所述底盘运动机构包括电机控制器、电机、编码器、皮带和车轮，所述电机控制器信号连接微处理器，电机控制器控制连接电机的输入端和与电机固定连接的编码器，电机的输出端直接或间接通过皮带带动机器人底部的车轮运动。

进一步的，所述微处理器上还连接有红外人体感应传感器。

进一步的，所述微处理器上还连接有红外防跌落传感器。

进一步的，所述微处理器上还连接有惯性测量装置IMU，所述惯性测量装置IMU包括三轴加速度、三轴陀螺仪、三轴磁力计。

进一步的，所述微处理器为stm32f407主控芯片。

进一步的，所述机器人的四周安装5个超声波传感器。

进一步的，所述微处理器上还连接有电量显示模块。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)通过激光雷达负责远距离宽范围观测，作为环境数据的主要来源；超声波雷达负责短距离固定方位障碍物的观测，并具有不依赖于主控主机的自主及快速的动作特性，处理速度快，可用于紧急避障；

(2)通过红外人体感应传感器、红外防跌落传感器和惯性测量装置IMU进一步避险；对机器人底盘移动进行精确控制。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述具有混合避障功能的机器人的电路原理框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

具有混合避障功能的机器人，如图1所示，包括：工控主机和与其信号连接的底盘驱动部分、激光雷达模块，所述底盘驱动部分包括微处理器和与其信号连接的底盘运动机构和超声波模块，所述超声波模块包括若干超声波传感器；所述微处理器与工控主机之间通过usb转ttl模块进行信号连接。

所述激光雷达模块通过激光雷达传感器扫描周围的环境信息，然后传输到工控主机，激光雷达模块负责远距离宽范围观测，作为环境数据的主要来源，用于主控计算机导航和避障。

所述超声波模块包括超声波传感器，所述机器人的四周安装5个超声波传感器，由负责发射超声和负责接收超声两部分组成，根据发射和接收的时间差可以计算出机器人与障碍物中间的距离从而避免碰撞，透明物体也可以正常检测，提前减速停止；所述超声波模块负责短距离固定方位障碍物的观测，并具有不依赖于工控主机的自主及快速的动作特性，可用于紧急避障。

所述底盘运动机构包括电机控制器、电机、编码器、皮带和车轮，所述电机控制器信号连接微处理器，电机控制器控制连接电机的输入端和与电机固定连接的编码器，电机的输出端直接或间接通过皮带带动机器人底部的车轮运动。

所述微处理器上还连接有红外人体感应传感器，用于感应机器人前方规定的距离内是否有行人，根据情况进行减速或加速运动。

所述微处理器上还连接有红外防跌落传感器，用于检测地面的台阶，当机器人走到台阶位置时，红外防跌落传感器将检测到高度落差，及时停止机器人运动，防止机器人跌落。

所述微处理器上还连接有惯性测量装置IMU，所述惯性测量装置IMU包括三轴加速度、三轴陀螺仪、三轴磁力计，通过AHRS四元数姿态算法，直接输出机器人的四元数位姿。stm32f407主控芯片将采集到四元素直接传给工控主机，进行相关机器人位姿计算。