[发明专利]一种基于激光探测技术的行走机器人碰撞预警装置

摘要

一种基于激光探测技术的行走机器人碰撞预警装置，属于光学探测领域，包括探测激光驱动单元、探测发射光学系统、探测接收光学系统、探测控制单元、微处理器及通信单元，其中微处理器连接通信单元和探测控制单元；探测控制单元连接探测激光驱动单元、探测发射光学系统及探测接收光学系统，且探测激光驱动单元驱动探测发射光学系统发射脉冲激光；通信单元与机器人行走控制单元通信连接；本发明采用脉冲激光对目标空间进行照射，通过发射激光信号和接收激光信号的时间间隔，计算目标空间中是否存在障碍物及障碍物位置；根据障碍物信息来确定机器人行进距离及及时避让操作，避免机器人发生碰撞、倾倒及损坏，达到机器人行进安全的目的。

主权项

一种基于激光探测技术的行走机器人碰撞预警装置，其特征是：包括探测激光驱动单元(1)、探测发射光学系统(2)、探测接收光学系统(3)、探测控制单元(4)、微处理器(5)及通信单元(6)，其中微处理器(5)连接通信单元(6)和探测控制单元(4)；探测控制单元(4)连接探测激光驱动单元(1)、探测发射光学系统(2)及探测接收光学系统(3)，且探测激光驱动单元(1)驱动探测发射光学系统(2)发射脉冲激光；通信单元(6)与机器人行走控制单元通信连接；其中探测激光驱动单元(1)包括反激式电源控制器(101)、第一MOS管(102)、变压器(103)、二极管(104)、滤波电路(105)、脉冲激光器(106)、第二MOS管(107)、逻辑器件(108)、延迟线(109)及MOS管驱动器(110)，所述第一MOS管(102)连接反激式电源控制器(101)和变压器(103)；所述二极管(104)连接变压器(103)与滤波电路(105)；所述脉冲激光器(106)分别与滤波电路(105)、反激式电源控制器(101)及第二MOS管(107)连接；所述延迟线(109)连接逻辑器件(108)与MOS管驱动器(110)；所述MOS管驱动器(110)与第二MOS管(107)连接；其中探测发射光学系统(2)包括脉冲半导体激光器(201)、平板玻璃(202)、凸透镜Ⅰ(203)、PIN光电探测器(204)及光电转换电路Ⅰ(205)，所述平板玻璃(202)位于脉冲半导体激光器(201)发射脉冲激光的路线上；所述凸透镜Ⅰ(203)位于平板玻璃(202)的透射光路上；所述PIN光电探测器(204)位于平板玻璃(202)的反射光路上，PIN光电探测器(204)与光电转换电路Ⅰ(205)连接；其中探测接收光学系统(3)包括APD光电探测器(301)、窄带滤光片(302)、凸透镜Ⅱ(303)、凸透镜Ⅲ(304)及光电转换电路Ⅱ(305)，所述凸透镜Ⅲ(304)、凸透镜Ⅱ(303)、窄带滤光片(302)及APD光电探测器(301)沿从障碍物反射的激光光路方向顺次设置，其中APD光电探测器(301)与光电转换电路Ⅱ(305)连接；其中探测控制单元(4)包括第一差分转换器(401)、第二差分转换器(402)及数字逻辑芯片(403)，所述第一差分转换器(401)一端与探测发射光学系统(2)连接，另一端与数字逻辑芯片(403)连接；所述第二差分转换器(402)一端与探测接收光学系统(3)连接，另一端与数字逻辑芯片(403)连接。