CN105928507A - 用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置 - Google Patents

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indoor
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余程
宋育刚
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00

Abstract

一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，包括安装定位在室内机器人底部且由非导磁材料制成的滚动球、均匀间隔设置在滚动球表面的若干磁钢、固定在室内机器人底部且和机器人微处理器相连的至少三个磁性传感器。所述磁性传感器位于滚动球的上方且和滚动球之间具有间隙。本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置能够实时记录机器人在水平面上自主行走轨迹。

Description

用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置
技术领域
本发明涉及一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，尤其是一种简单测试实现机器人室内自主行走定位和导航的记录装置。
背景技术
目前无轨室内机器人自主行走轨迹记录的方案有激光陀螺仪、双目图像识别、激光雷达、定点设置有源和无源标识等定位法。其定点设置有源和无源标识等定位法布置要求高，实施成本高。激光陀螺仪、双目图像识别、激光雷达设备方案技术难度大、数据量大设备成本高。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，所述用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置能简单测试实现机器人室内自主行走定位和导航。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，包括安装定位在室内机器人底部且由非导磁材料制成的滚动球、均匀间隔设置在滚动球表面的若干磁钢、固定在室内机器人底部且和机器人微处理器相连的至少三个磁性传感器，所述磁性传感器位于滚动球的上方且和滚动球之间具有间隙。
作为本发明的进一步改进，设有水平横向设置的固定机构，所述滚动球通过固定机构定位在室内机器人的底部。
作为本发明的进一步改进，所述固定机构上设有防脱落机构，所述防脱落机构为上开口大下开口小的通槽，且内部形成台阶，所述滚动球部分嵌设于防脱落机构的通槽内且抵接于所述台阶。
作为本发明的进一步改进，所述防脱落机构的台阶位于滚动球水平面的最大直径以下。
作为本发明的进一步改进，设有水平横向设置且位于固定机构上方的定位机构，所述至少三个磁性传感器通过定位机构固定在室内机器人的底部。
作为本发明的进一步改进，设有至少三个顶面定位滚轮，所述顶面定位滚轮位于滚动球和定位机构之间。
作为本发明的进一步改进，设有至少三个侧面定位滚轮，所述侧面定位滚轮环状分布于滚动球的外侧面且滚动球水平面的最大直径上。
作为本发明的进一步改进，至少其中一个侧面定位滚轮内部抵接有一弹簧。
作为本发明的进一步改进，所述滚动球能够与地面接触且具有摩擦力，所述滚动球与地面之间的摩擦力远大于滚动球与所有顶面定位滚轮之间的摩擦力加上滚动球与所有侧面定位滚轮之间的摩擦力之和。
作为本发明的进一步改进，所述至少3个磁性传感器的安装位置不在一条直线上。
本发明的有益效果是：本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，具有滚动球，磁性传感器能够感知滚动球上的磁钢，从而测得滚动球的运动方向并且计算滚动球在平面上的滚动弧长，实时记录机器人在水平面上自主行走轨迹。
附图说明
图1为本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置的俯视图。
图2为沿图1中A-A线的剖视图。
对照以上附图，作如下补充说明：
1---磁性传感器 2---滚动球
3---磁钢 4---侧面定位滚轮
5---定位机构 6---间隙
7---地面 8---顶面定位滚轮
9---固定机构 10---防脱落机构
11---弹簧
具体实施方式
一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，包括安装定位在室内机器人底部且由非导磁材料制成的滚动球2、均匀间隔设置在滚动球2表面的若干磁钢3、固定在室内机器人底部且和机器人微处理器相连的至少三个磁性传感器1。所述磁性传感器1位于滚动球2的上方且和滚动球2之间具有间隙6。所述磁钢3的尺寸以及各个磁钢3的相对位置应与磁性传感器1的分辨率相匹配。
当滚动球2上的磁钢3随机器人运动时，微处理器通过检测磁性传感器1对应的磁钢3的先后次序可测得运动方向，通过检测到磁钢3的数量可计算出滚动弧长，从而能够记录机器人的行走轨迹。
本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置设有水平横向设置的固定机构9，所述滚动球2通过固定机构9定位在室内机器人的底部。所述固定机构9上设有防脱落机构10，所述防脱落机构10为上开口大下开口小的通槽，且内部形成台阶，所述滚动球2部分嵌设于防脱落机构10的通槽内且抵接于所述台阶，从而能够防止滚动球2与地面7未接触时从机器人底部脱落。所述防脱落机构10的台阶位于滚动球2水平面的最大直径以下。
本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置设有水平横向设置且位于固定机构9上方的定位机构5，所述至少三个磁性传感器1通过定位机构5固定在室内机器人的底部。
本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置设有至少三个顶面定位滚轮8，所述顶面定位滚轮8位于滚动球2和定位机构5之间。所述顶面定位滚轮8为牛眼万向轮，保证了磁性传感器1和滚动球2之间的间隙6。
本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置还设有至少三个侧面定位滚轮4，所述侧面定位滚轮4环状分布于滚动球2的外侧面且滚动球2水平面的最大直径上。所述侧面定位滚轮4亦为牛眼万向轮。至少其中一个侧面定位滚轮4内部抵接有一弹簧11，从而脏污粘附时具有缓冲作用。
所述滚动球2能够与地面7接触且具有摩擦力，所述滚动球2与地面7之间的摩擦力远大于滚动球2与所有顶面定位滚轮8之间的摩擦力加上滚动球2与所有侧面定位滚轮4之间的摩擦力之和，从而能够保证运动方向测量的精度。
所述至少3个磁性传感器1的安装位置不在一条直线上，能够保证磁性传感器1能够多方向测试对应磁钢3，从而获得滚动球2的运动方向和滚动弧长。
本发明用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，具有滚动球2，磁性传感器1能够感知滚动球2上的磁钢3，从而测得滚动球2的运动方向并且计算滚动球2在平面上的滚动弧长，实时记录机器人在水平面上自主行走轨迹。

Claims (10)

1.一种用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：包括安装定位在室内机器人底部且由非导磁材料制成的滚动球、均匀间隔设置在滚动球表面的若干磁钢、固定在室内机器人底部且和机器人微处理器相连的至少三个磁性传感器，所述磁性传感器位于滚动球的上方且和滚动球之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：设有水平横向设置的固定机构，所述滚动球通过固定机构定位在室内机器人的底部。
3.根据权利要求2所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：所述固定机构上设有防脱落机构，所述防脱落机构为上开口大下开口小的通槽，且内部形成台阶，所述滚动球部分嵌设于防脱落机构的通槽内且抵接于所述台阶。
4.根据权利要求3所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：所述防脱落机构的台阶位于滚动球水平面的最大直径以下。
5.根据权利要求2所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：设有水平横向设置且位于固定机构上方的定位机构，所述至少三个磁性传感器通过定位机构固定在室内机器人的底部。
6.根据权利要求5所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：设有至少三个顶面定位滚轮，所述顶面定位滚轮位于滚动球和定位机构之间。
7.根据权利要求6所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：设有至少三个侧面定位滚轮，所述侧面定位滚轮环状分布于滚动球的外侧面且滚动球水平面的最大直径上。
8.根据权利要求7所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：至少其中一个侧面定位滚轮内部抵接有一弹簧。
9.根据权利要求7所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：所述滚动球能够与地面接触且具有摩擦力，所述滚动球与地面之间的摩擦力远大于滚动球与所有顶面定位滚轮之间的摩擦力加上滚动球与所有侧面定位滚轮之间的摩擦力之和。
10.根据权利要求1所述的用于室内机器人自主行走轨迹的记录装置，其特征是：所述至少3个磁性传感器的安装位置不在一条直线上。
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