[实用新型]一种机器人运动防碰撞系统

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人运动装置，尤其涉及一种机器人运动防碰撞系统。

背景技术

移动机器人是机器人技术研究的一个重要分支，其研究目标是构建一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。随着机械、电子、计算机、控制、传感器、信号处理等与之相关的学科领域的快速发展，移动机器人的性能得到很大提高：通过集成传感器，移动机器人可以感知周围的环境信息，通过使用性能更强的控制系统，移动机器人能够自己进行逻辑判断和分析，在无人控制的情况下，能够自主的完成多种任务，其应用范围也正在不断扩大。在消防、化工、电力等领域中都得到广泛应用，极大的提高了生成力和工作效率。因此，开发能够感知周围的环境，在运动中可以避开障碍物的机器人防止碰撞装置，对机器人技术的推广应用具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种机器人运动防碰撞系统设计方案。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种机器人运动防碰撞系统，包括红外传感器阵列和机器人运动装置；其中，所述红外传感器阵列由多个红外传感器组成，分别安装在机器人运动装置的前、后、左、右四个侧面；机器人运动装置包括运动底盘、驱动电机、底盘控制器、嵌入式运动控制器；底盘安装有转轮，转轮与驱动电机连接，所述红外传感器的信号接口与嵌入式运动控制器的输入输出端口相连，红外传感器探测周围的障碍物，并转换为电信号发送到嵌入式运动控制器，所述嵌入式运动控制器对所接收的红外传感器发送的信号进行处理，做出动态运动规划，向底盘控制器发出运动命令，所述底盘控制器控制所述驱动电机做出避开障碍物的运动。

所述机器人运动装置为四轮机器人运动装置。

所述红外传感器是有红外线发射与接收功能的一体化光电传感器。

所述红外传感器阵列是由8个红外传感器组成，每个侧面安装2个，每个红外传感器距离所安装侧面的端点10cm。

所述嵌入式运动控制器采用无冷却风扇的嵌入式工业控制计算机。

本实用新型的技术效果是：全方位探测障碍物，反应速度快，结构简单，可有效防止机器人与障碍物发生碰撞。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图；

图2是本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

一种机器人运动防碰撞系统，如图1，包括红外传感器阵列和机器人运动装置；所述红外传感器阵列由8个独立的红外传感器1组成，分别安装在机器人运动装置的前、后、左、右四个侧面；机器人运动装置包括运动底盘2、驱动电机3、底盘控制器4、嵌入式运动控制器5；底盘安装有转轮6，转轮与驱动电机连接，所述红外传感器的信号接口与嵌入式运动控制器的输入输出端口相连，红外传感器探测周围的障碍物，并转换为电信号发送到嵌入式运动控制器，所述嵌入式运动控制器对所接收的红外传感器发送的信号进行处理，做出动态运动规划，向底盘控制器发出运动命令，所述底盘控制器控制所述驱动电机做出避开障碍物的运动。

所述机器人运动装置为四轮机器人运动装置。

所述红外传感器采用博光E18-D80NK型，有红外线发射与接收功能的一体化光电传感器，最大有效检测距离为80cm。

所述8个红外传感器安装在机器人运动装置的前、后、左、右四个侧面，每个侧面安装2个，每个红外传感器距离所安装侧面的端点10cm。

所述嵌入式运动控制器采用研华UNO-2178A型无冷却风扇的嵌入式工业控制计算机。

红外传感器是一种有效的接近觉传感器，具有角度分辨率高、反映灵敏、结构简单等优点。在有效检测距离内没有障碍物时，红外传感器的信号接口输出为低电平；当机器人运动装置在运动中遇到静止或移动的障碍物时，相应位置的红外传感器的信号接口输出为高电平，嵌入式运动控制器检测到红外传感器信号接口的电平变化，根据所有输出为高电平的红外传感器的分布信息进行动态决策，判断周围障碍物的位置，对移动机器人下一周期的动作进行规划，并将运动命令发送给机器人运动装置的底盘控制器。底盘控制器对嵌入式运动控制器发送的运动命令进行解析，将其分解为四路驱动轮的运动速度和方向信息，控制机器人运动装置做出相应的动作避开障碍物，达到防碰撞的效果。