CN110297279A - 一种光电围栏的自调节边界站 - Google Patents

Abstract

公开一种光电围栏的自调节边界站，设置外壳和地插脚，外壳设置上下两部分，下面部分为红外发射机，侧面设置红外发射窗口，上面部分为红外接收机，内部设置小齿轮和内齿轮盘，可带动红外接收机任意角度旋转，顶部设置太阳能电池和按键，侧面设置红外接收窗口，内部设置电子控制装置，包括与按键连接的处理器，与处理器连接的电机驱动器，电机驱动器通过导电滑环连接减速电机，减速电机连接小齿轮，还包括与处理器连接的红外接收模块、红外发射模块和激光发射器；红外接收模块设置在红外接收窗口，红外发射模块设置在红外发射窗口。自调节边界站设置在工作区域的顶点，自调节边界站的红外发射窗口对准工作区域的右侧边界，还包括安装、启动、寻转寻找信号的智能调节算法。

Description

一种光电围栏的自调节边界站

技术领域

本发明涉及一种光电围栏的自调节边界站，属于移动机器人控制领域。

背景技术

室外移动机器人是在室外环境下完成设定任务的，其工作环境往往是固定的，但是非常复杂，而且是动态变化的，需要为机器人设定一个封闭的工作区域。其中，一种解决方案就是采用边界站，发射红外线标注工作区域的边界，边界站设置在各个顶点，每个边界站收到红外线信号后发射红外线信号，组成一个封闭的光电围栏。边界站发射的红外线需要与工作区域的边界对齐，同时红外接收窗口需要与入射的红外线对齐，人工操作难度大，效率低，需要进行自动化操作。

发明内容

本发明的目的是为了现有技术的不足，提出一种光电围栏的自调节边界站，所采用的技术方案是：

一种光电围栏的自调节边界站，设置外壳和与所述的外壳连接的地插脚，所述的外壳设置上下两部分，下面部分为红外发射机，所述的红外发射机侧面设置红外发射窗口，上面部分为红外接收机，所述的红外发射机中心设置中心轴，所述的中心轴上设置导电滑环，所述的红外接收机的中心设置圆孔，通过所述的圆孔安装在所述的中心轴上，所述的红外接收机内部设置内齿轮盘，以及与所述的内齿轮盘啮合的小齿轮，所述的小齿轮的旋转轴固定在所述的红外发射机上，所述的红外发射机设置减速电机与所述的小齿轮连接，可驱动所述的红外接收机任意角度旋转；所述的红外接收机的顶部设置太阳能电池和按键，侧面设置红外接收窗口，内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置设置与所述的按键连接的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动器，所述的电机驱动器通过所述的导电滑环与所述的减速电机连接，还包括与所述的处理器连接的红外接收模块、红外发射模块和激光发射器，还包括与所述的太阳能电池连接的充电电路，与所述的充电电路连接的充电电池，所述的充电电池为其他部件提供电源；所述的红外接收模块设置在所述的红外接收窗口，所述的红外发射模块设置在所述的红外发射窗口，通过所述的导电滑环与所述的处理器连接，发射红外编码信号。

所述的自调节边界站设置在工作区域的顶点，按住所述的按键，所述的处理器打开所述的激光发射器，所述的激光发射器发射激光，用于辅助所述的自调节边界站的红外发射窗口对准工作区域的右侧边界。

所述的处理器设置智能调节算法，包括以下过程：

(1)、安装好所有的自调节边界站，并设置好所述的红外发射窗口的方向；

(2)连续按所述的按键两次，所述的自调节边界站开始自调节；

(3)、所述的处理器通过所述的电机驱动器控制所述的减速电机旋转，所述的减速电机带动所述的小齿轮，从而带动所述的红外接收机旋转，同时所述的处理器检测所述的红外接收模块的输出值，当所述的红外接收模块输出正确编码数值时，所述的红外接收机处在正确位置，所述的处理器关闭所述的减速电机，结束返回。

实施本发明的积极效果是：1、采用激光辅助进行边界站的工作边界对齐，速度快效果好；2、自动调节红外接收机的角度，使边界站相互形成一个封闭的光电围栏，进行室外移动机器人的工作区域限定。

附图说明

图1是自调节边界站的外观图；

图2是红外接收机的旋转结构示意图；

图3是电子控制装置的原理框图；

图4是安装示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1-4，一种光电围栏的自调节边界站，设置外壳和与所述的外壳连接的地插脚15，设置在工作区域的顶点，建立光电围栏，用于限定室外移动机器人的工作范围，防止室外移动机器人超出工作区域，导致不可预期后果。

所述的外壳设置上下两部分，下面部分为红外发射机13，所述的红外发射机13侧面设置红外发射窗口12，上面部分为红外接收机14。

为了实现所述的红外接收机14可以任意角度旋转，所述的红外发射机13中心设置中心轴16，所述的中心轴16上设置导电滑环17，所述的红外接收机14的中心设置圆孔，通过所述的圆孔安装在所述的中心轴16上。所述的导电滑环17可以实现所述的红外发射机13与红外接收机14之间的电信号传输。所述的红外接收机14内部设置内齿轮盘18，以及与所述的内齿轮盘18啮合的小齿轮19，所述的小齿轮19的旋转轴固定在所述的红外发射机13上，所述的红外发射机13设置减速电机10与所述的小齿轮19连接，可驱动所述的红外接收机14任意角度旋转。

在所述的红外接收机14的顶部设置太阳能电池2和按键6，侧面设置红外接收窗口11。所述的太阳能电池2将太阳能能抓换为电能，提供能源，这样可避免铺设电缆。

所述的红外接收机14的内部设置电子控制装置。所述的电子控制装置设置与所述的按键6连接的处理器1，与所述的处理器1连接的电机驱动器7，所述的电机驱动器7通过所述的导电滑环17与所述的减速电机10连接，还包括与所述的处理器1连接的红外接收模块9、红外发射模块8和激光发射器5，还包括与所述的太阳能电池2连接的充电电路3，与所述的充电电路3连接的充电电池4，所述的充电电池4为其他部件提供电源。

所述的处理器1进行集中控制，必须采用低功耗的微处理器，比如TI公司的MSP430系列微处理器；所述的电机驱动器7可采用三极管进行电源的通断控制，实现所述的减速电机10的单向旋转；所述的激光发射器5可采用100mW红色激光二极管ML101J25；所述的红外接收模块9设置在所述的红外接收窗口11，所述的红外发射模块8设置在所述的红外发射窗口12，通过所述的导电滑环17与所述的处理器1连接，发射红外编码信号；所述的充电电池4用于储存电能，晴天的时候进行充电，阴天雨天的时候对外供电。

所述的自调节边界站设置在工作区域的顶点，按住所述的按键6，所述的处理器1打开所述的激光发射器5，所述的激光发射器5发射激光，用于辅助所述的自调节边界站的红外发射窗口12对准工作区域的右侧边界。

所述的处理器设置智能调节算法，包括以下过程：

(1)、安装好所有的自调节边界站，并设置好所述的红外发射窗口12的方向；

(2)连续按所述的按键6两次，所述的自调节边界站开始自调节；

(3)、所述的处理器1通过所述的电机驱动器7控制所述的减速电机10旋转，所述的减速电机10带动所述的小齿轮19，从而带动所述的红外接收机14旋转，同时所述的处理器1检测所述的红外接收模块9的输出值，当所述的红外接收模块9输出正确编码数值时，所述的红外接收机14处在正确位置，所述的处理器1关闭所述的减速电机10，结束返回。

当所述的自调节边界站开始工作以后，通过所述的红外发射模块8发送红外编码信号，这样就可以形成一个封闭的光电围栏。当室外移动机器人进入边界区域，阻挡了红外编码信号，则有部分的自调节边界站的红外接收模块9就无法收到红外编码信号，则可以设置无线通讯模块给移动机器人报警，实现光电围栏的功能。

Claims (3)

1.一种光电围栏的自调节边界站，其特征在于：设置外壳和与所述的外壳连接的地插脚，所述的外壳设置上下两部分，下面部分为红外发射机，所述的红外发射机侧面设置红外发射窗口，上面部分为红外接收机，所述的红外发射机中心设置中心轴，所述的中心轴上设置导电滑环，所述的红外接收机的中心设置圆孔，通过所述的圆孔安装在所述的中心轴上，所述的红外接收机内部设置内齿轮盘，以及与所述的内齿轮盘啮合的小齿轮，所述的小齿轮的旋转轴固定在所述的红外发射机上，所述的红外发射机设置减速电机与所述的小齿轮连接，可驱动所述的红外接收机任意角度旋转；所述的红外接收机的顶部设置太阳能电池和按键，侧面设置红外接收窗口，内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置设置与所述的按键连接的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动器，所述的电机驱动器通过所述的导电滑环与所述的减速电机连接，还包括与所述的处理器连接的红外接收模块、红外发射模块和激光发射器，还包括与所述的太阳能电池连接的充电电路，与所述的充电电路连接的充电电池，所述的充电电池为其他部件提供电源；所述的红外接收模块设置在所述的红外接收窗口，所述的红外发射模块设置在所述的红外发射窗口，通过所述的导电滑环与所述的处理器连接，发射红外编码信号。

2.根据权利要求1所述的一种光电围栏的自调节边界站，其特征是：所述的自调节边界站设置在工作区域的顶点，按住所述的按键，所述的处理器打开所述的激光发射器，所述的激光发射器发射激光，用于辅助所述的自调节边界站的红外发射窗口对准工作区域的右侧边界。

3.根据权利要求1-2所述的一种光电围栏的自调节边界站，其特征是：所述的处理器设置智能调节算法，包括以下过程：

(1)、安装好所有的自调节边界站，并设置好所述的红外发射窗口的方向；

(2)连续按所述的按键两次，所述的自调节边界站开始自调节；

(3)、所述的处理器通过所述的电机驱动器控制所述的减速电机旋转，所述的减速电机带动所述的小齿轮，从而带动所述的红外接收机旋转，同时所述的处理器检测所述的红外接收模块的输出值，当所述的红外接收模块输出正确编码数值时，所述的红外接收机处在正确位置，所述的处理器关闭所述的减速电机，结束返回。