[发明专利]基于电子凸轮离轨算法的巡检机器人及控制方法

说明书

本发明涉及一种基于电子凸轮离轨算法的巡检机器人及控制方法，所述机器人轨道或磁条、循迹传感器、控制器、带有编码器的伺服电机及存放有凸轮表的伺服驱动器，控制器与伺服驱动器相连接，向伺服驱动器发送脉冲和方向的信号，伺服驱动器与伺服电机相连接的同时与伺服电机的编码器通过信号线连接，伺服驱动器接收来自于控制器的脉冲和方向信号，控制伺服电机的启动、停止、及方向。所述控制方法包括步骤有：(1)设定特定标记；(2)建立多个凸轮表；(3)在伺服电机上安装编码器；(4)机器人运行模式转换。本发明按照电子凸轮的曲线和节拍进行机器人的脱轨及返回原位运动，解决了走机器人正反两方向交替性差的问题，机器人行走稳定，提高了控制可靠性。

技术领域

本发明属于智能机器人技术领域，特别是一种基于电子凸轮离轨算法的巡检机器人及控制方法。

背景技术

AGV技术简称无人搬运车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。采用有轨寻迹自主行走方式的AGV小车、轮式移动机器人，包括循迹传感器、地面导轨或磁条、驱动器、电机、控制器等，由于AGV小车、轮式移动机器人都是按照循迹传感器反馈回的导轨或磁条地标信息，走到需要停止、转弯、再行走的地方，根据导轨上的不同标记，比如“T”、“十”“7”等形状组成的导轨或磁条进行停止、转弯、再行走。目前的AGV小车及轮式移动机器人都存在正反两方向交替性差，行走的方式基本采用寻找到导轨或磁条信息AGV小车、轮式移动机器人就会永不停止的单向行走，脱离轨道则无法行走，正向行走时需要反向行走比较困难；停车方法比较单一，仅靠不同形状的标记停车再行走。对于某些特殊位置，比如脱离轨道的曲线形状、自由前进后退，完成任务后回到原轨道的位置继续按循迹路线重新行走都难以实现。目前市场上的轮式移动机器人还有采用地图构建激光导航方式无轨行走的智能机器人。这种机器人通过雷达扫描环境构建当前场景地图，按照地图上指定点进行指定位置到达。此种机器人不适合对于行走路径重复性高，停止位要求精确的巡检环境。

机械凸轮是机器在运转过程中到达某一位置时，相应机械结构按预定的运动规律产生动作。电子凸轮是指通过位置编码器获得当前驱动轴的位移，然后与凸轮程序中的凸轮轨迹起始点或时间的设定值进行实时比较，从而确定凸轮轨迹状态并输出相同机械凸轮动作的软件系统。电子凸轮可用控制器直接控制伺服，通过调整凸轮曲线循环时间的长短，给伺服驱动器发送命令使伺服电机运行各种曲线。目前电子凸轮技术广泛应用于工业机械领域，如印刷、瓦楞纸包装、机械加工等只需通过调整电子凸轮，使设备实现高速反映变速动作的场合。通过检索我们没有发现将电子凸轮技术应用于控制机器人脱离轨道运行的技术方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种基于电子凸轮离轨算法的巡检机器人及控制方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于电子凸轮离轨算法的巡检机器人，包括为两轴的机器人铺设的轨道或磁条、安装于机器人内部的循迹传感器及控制器，循迹传感器实时采集轨道或磁条反馈的信息，并将信息传输给控制器的IO处理模块，IO处理模块将采集到信息传输给控制器的运算控制模块，由运算控制模块进行形状分辨处理后，运算控制模块将与形状标记相对应的机器人轨道运行程序发送给控制器的通信处理模块，通信处理模块发出脉冲和方向信号通过驱动器控制实现机器人行走的两个电机的运行，所述两个电机为带有编码器的两个伺服电机，所述驱动器采用支持电子凸轮功能的伺服驱动器，控制器与伺服驱动器相连接，向伺服驱动器发送脉冲和方向的信号，伺服驱动器与负责机器人行走的两个伺服电机相连接的同时，与伺服电机的编码器通过信号线连接，伺服驱动器接收来自于控制器的脉冲和方向信号，控制伺服电机的启动、停止、及方向。

而且，在伺服驱动器上存放有凸轮表。

而且，所述机器人在正常行走方式时为有轨循迹行走，当满足触发条件时，机器人变为以电子凸轮方式行走。