[发明专利]带视频采集自动避障功能的机器人

说明书

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，具体涉及一种带有视频采集自动避障功能的机器人。

背景技术

智能控制系统设计是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了智能控制系统发展。智能控制系统具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

目前所设计的机器人大多拾取信号后通过人为遥控方式进行被动避障，而不能进行主动避障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带视频采集自动避障功能的机器人，实现智能避障。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种带视频采集自动避障功能的机器人，包括机械运动机构和控制系统，其特征在于：

所述的机械运动机构由车体、运动机构、导向机构、控制运动机构的主电动机和控制导向机构的舵机组成；所述的运动机构对称设置在车体两侧，所述的导向机构与运动机构连接；所述的主电动机和舵机设置在车体内；

所述的控制系统设置在所述的车体内，包括激光红外探测单元、电机控制单元和NIOS II软核处理器；激光红外探测单元与NIOS II软核处理器双向电连接；电机控制单元与NIOS II软核处理器的I/O口电连接；

所述的电机控制单元与所述的主电动机和舵机电连接。

按上述方案，所述的运动机构包括驱动轮、导向轮、行星轮、摆杆、主臂杆、曲柄和履带；所述的驱动轮和导向轮分别通过驱动轮轴和导向轮轴与所述的车体连接，驱动轮轴和导向轮轴之间连接摆杆；行星轮通过曲柄设置在主臂杆顶端，主臂杆顶端通过轴承与曲柄连接，主臂杆底端与摆杆中点通过轴承连接；履带绕驱动轮、导向轮和行星轮；

所述的导向机构包括同步带、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和同步带轮；所述的同步带轮为2个，套在所述的主臂杆与摆杆中点连接的轴和所述的主臂杆与曲柄连接的轴上；同步带绕着2个同步带轮；所述的舵机具有与舵机同轴的第五齿轮，第五齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮联动主臂杆和第二齿轮，第二齿轮联动第三齿轮再联动第四齿轮，第四齿轮联动同步带轮。

按上述方案，所述的激光红外探测避障单元由激光管发射接收模块和红外对管模块构成；激光管发射接收模块和红外对管模块分别与所述的NIOSII软核处理器电连接。

按上述方案，所述的激光管发射接收模块包括激光发射端和激光接收端，激光发射端包括NPN三极管、第五电阻R5、调制管、激光头、第一可变电阻R7和第八电阻R8，激光接收端包括接收管、第一电阻R1和第二可变电阻R2；NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极与激光头的第1引脚连接，NPN三极管的基极通过第五电阻R5与调制管的第1引脚连接，调制管的第2引脚接+5V，并且通过第一可变电阻R7接地，第一可变电阻R7的可调端通过第八电阻R8与激光头的第2引脚连接；接收管的第3引脚通过第二可变电阻R2与+5V连接，接收管的第1引脚接地，接收管的第2引脚与所述的NIOS II软核处理器I/O口电连接。

按上述方案，所述的红外对管模块包括红外对管和运算放大器，红外线经红外对管转换为电信号，再经运算放大器放大后输入给所述的NIOS II软核处理器；所述的红外对管和激光管发射接收模块通过一根连接轴连接，并安装在所述与舵机同轴的第五齿轮上。

按上述方案，所述的电机控制单元包括主电动机驱动电路和舵机驱动电路，所述的NIOSII软核处理器提供4个I/O口，其中2个与主电动机驱动电路电连接，2个与舵机驱动电路电连接。

按上述方案，在所述的车体顶部设置摄像头，所述的控制系统还包括用于采集摄像头信息并无线发送给远程计算机的视频采集发送单元，视频采集发送单元与NIOSII软核处理器连接。

按上述方案，所述的摄像头为38万像素的彩色CMOS摄像头，所述的视频采集发送单元为2.4G无线音视频传输模块。

本发明的工作原理为：本发明所述的机械运动机构是通过主电动机带动运动机构进行运动，通过舵机带动导向机构进行导向，导向机构与运动机构连接，使得导向和运动相结合。