[实用新型]小型智能轮式移动机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人设计技术领域，具体涉及一种小型智能轮式移动机器人。

背景技术

小型智能机器人，由于其具有良好的互动性、讨喜的外观等特点，在教育、娱乐领域越来越受到欢迎。然而，现有的大多数小型智能机器人，具有运动自由度少以及运动时经常碰到障碍物的问题，从而降低了移动机器人的使用性能。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种小型智能轮式移动机器人，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种小型智能轮式移动机器人，包括机身(1)，所述机身(1)的顶部可转动安装有头部(2)，所述头部(2)通过头部舵机驱动；在所述头部(2)上安装有USB摄像头；所述机身(1)的左右两侧各可转动安装有机械臂(3)；所述机械臂的每个关节均装配有机械臂数字舵机；各个所述机械臂数字舵机通过串行总线连接；每个所述机械臂数字舵机均对应有位置反馈传感器、速度反馈传感器以及力矩反馈传感器；所述机身(1)的正面装配有超声波测距装置；所述机身(1)的底部装配有左车轮和右车轮；所述机身(1)的底部还装配有避碰环(4)；所述避碰环(4)的左前位置、右前位置、左后位置和右后位置各安装有一个碰撞传感器；

在所述机身(1)的内部安装有机载PC和主控制电路板；所述头部舵机、所述机械臂数字舵机均连接到所述主控制电路板的舵机驱动器上；所述位置反馈传感器、所述速度反馈传感器、所述力矩反馈传感器、所述超声波测距装置以及所述碰撞传感器均连接到所述主控制电路板；所述USB摄像头连接到所述机载PC；所述机载PC和所述主控制电路板通过RS232通信连接。

优选的，所述机载PC还连接有麦克风、无线网卡、喇叭和液晶屏。

优选的，所述左车轮和所述右车轮连接有运动控制卡；所述运动控制卡装配到所述主控制电路板上。

优选的，所述主控制电路板装配有24V转12V电源电压转换电路以及24V转5V电源电压转换电路。

本实用新型提供的小型智能轮式移动机器人具有以下优点：

(1)在头部和机械臂的每个关节均装配有数字舵机，具有机器人运动自由度大的优点；

(2)在机身前侧装配超声波测距装置，在机身底部装配避碰环，并且，每个避碰环的四周装配4个碰撞传感器，从而可保证机器人行走时有效避障，提高机器人行走的安全可靠性；

(3)产品结构简单，体积小，重量轻，运动范围大，制作成本低。

附图说明

图1为本实用新型提供的小型智能轮式移动机器人的结构示意图；

图2为本实用新型提供的小型智能轮式移动机器人的电路原理图。

其中：1-机身；2-头部；3-机械臂；4-避碰环；5-喇叭；6-机载PC；7-主控制电路板；8-超声波。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，本实用新型提供一种小型智能轮式移动机器人，包括机身1，机身1的顶部可转动安装有头部2，头部2通过头部舵机驱动；头部有一个自由度，可以机器人正前方为中位左右转动90度，其上安装有一个USB摄像头，摄像头通过USB2.0接口直接和机载PC连接，机载PC对采集到的图像进行处理，并作出相应的动作。

机身1的左右两侧各可转动安装有机械臂3；机械臂的每个关节均装配有机械臂数字舵机；各个机械臂数字舵机通过串行总线连接；每个机械臂数字舵机均对应有位置反馈传感器、速度反馈传感器以及力矩反馈传感器；实际应用中，左右两个机械臂各有5个自由度，特点是自由度较多，操作范围广，可操作性强。通过安装多个舵机，方便调整机器人的各个关节姿态。另外，舵机可以限制电流、温度等参数，如果温度过高等可以报警或自动停机，防止损坏。

机身1的正面装配有超声波测距装置；超声波测距装置搭载在主板的422总路线上，每次测量操作，模块产生20个40KHZ超声波信号驱动超声波发送换能器发出超声波，同时模块内部的定时器开始计数。如果超声波接收换能器接收到信号，通过放大器对接收到的微弱超声波反射波进行放大，再检波输出到单片机，单片机进行比较判断，得到超声波传播时间t。这时，热敏电阻测量一次环境温度，根据以下公式计算出测量距离：

超声波速度C＝331.5m/s+0.6*T T为摄式度

距离L＝C*t/2 t为传播时间