CN113211406B - 一种基于履带式机器人方向自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机器人技术领域的一种基于履带式机器人方向自动控制装置,包括一种基于履带式机器人方向自动控制装置，包括安装板，其特征在于：所述安装板的顶部固定连接有底座，所述安装板四周的底部均固定连接有连接轴，所述安装板位于连接轴之间的底部设有控制箱，四个所述连接轴分别靠近控制箱一侧的底端侧壁均活动连接有主动轮，所述控制箱相互远离两侧的底部均匀固定连接有多个安装架。本发明的有益效果是：本发明实用简单，在对机器人进行使用时，使机器人在运动过程中可主动发现前方障碍物，并提醒活物主动避让，减少机器人运行能耗，同时可带动机器人选择正确避让方向并主动变向，避让障碍物。

Description

一种基于履带式机器人方向自动控制装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种基于履带式机器人方向自动控制 装置。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器；具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚 至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及 能力范围。

随着机器人技术的不断发展成熟，在实际生产及研发过程中，对机器人的要求也越来越高，在现有的 技术中，多数机器人运动中变向均通过固定轨道变向，或人工控制变向，导致现有机器人若自行运动时， 无法自行变现，从而无法体现机器人智能化，同时对机器人研发造成一定困扰。因此，本领域技术人员提供了一种基于履带式机器人方向自动控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于履带式机器人方向自动控制装置，以解决上 述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于履带式机器人方向自动控制装置,一种基于履带式机器人方向自动 控制装置，包括安装板，其特征在于：所述安装板的顶部固定连接有底座，所 述安装板四周的底部均固定连接有连接轴，所述安装板位于连接轴之间的底部 设有控制箱，四个所述连接轴分别靠近控制箱一侧的底端侧壁均活动连接有主 动轮，所述控制箱相互远离两侧的底部均匀固定连接有多个安装架，多个所述 安装架相互远离两端的侧壁均活动连接有辅助轮，多个所述主动轮位置相匹配一侧的外壁均共同啮合连接有履带，两个所述履带的内壁均与位置相匹配的辅 助轮外壁啮合连接，所述控制箱一端的侧壁设有有第一距离传感器，所述控制 箱远离第一距离传感器一侧的侧壁设有第二距离传感器，所述控制箱位于第一距离传感器和第二距离传感器之间的侧壁固定连接有摄像头，所述第一距离传 感器和第二距离传感器的顶部均固定连接有转轴，两个所述转轴的顶部均转动连接有连接柱，两个所述连接柱分别与控制箱位置相匹配的侧壁固定连接，所 述摄像头相互远离两端的外壁均固定连接有气缸，两个所述气缸的输出端分别 与第一距离传感器和第二距离传感器的侧壁固定连接，所述控制箱位于摄像头 顶端的侧壁固定连接有温度传感器。

作为本发明进一步的方案：所述控制箱相互远离两侧的顶端侧壁均固定连接 有固定块，两个所述固定块的均匀贯穿啮合连接有多个固定螺栓，多个所述固 定螺栓贯穿过固定块后均与安装板的底部啮合连接，通过固定螺栓和固定块将 控制箱和安装板进行连接限位。

作为本发明再进一步的方案：所述控制箱的内壁开设有内槽，所述内槽的一 端内壁固定连接有蓄电池，所述内槽远离蓄电池一端相互远离两侧底侧内壁均 固定连接有驱动模块，通过蓄电池提供电能，进而由驱动模块配合主动轮驱动 机器人运动。

作为本发明再进一步的方案：两个所述驱动模块的输出端均与位置相匹配的 主动轮的输入端连接，确定连接方式，确保本装置可正常运动。

作为本发明再进一步的方案：所述蓄电池的输出端固定连接有电线，所述电 线分别与驱动模块的输入端电性连接，两个所述电线位于蓄电池和驱动模块之 间侧壁均固定连接有电磁开关，通过电磁开关对驱动电路进行控制。

作为本发明再进一步的方案：两个所述驱动模块的顶部共同固定连接有控制 器，所述控制器的输出端与电磁开关的控制端电性连接，所述控制器的信号输 入端与第一距离传感器和第二距离传感器的输出端电性连接，通过控制器对第 一距离传感器和第二距离传感器检测的信号进行处理。

作为本发明再进一步的方案：所述内槽一侧的内壁固定连接有音频播放器， 所述内槽远离音频播放器一端的内壁固定连接有信号接收器，所述控制箱与音 频播放器位置相匹配的外壁固定连接有扬声器，通过音频播放器和扬声器配合 使用，当发现障碍物时可主动发出语音提醒。

作为本发明再进一步的方案：所述内槽远离音频播放器一端的内壁固定连接 有信息存储器，通过信息存储器检测和控制信息，便于查看机器人运动轨迹。

作为本发明再进一步的方案：所述信号接收器的输出端与控制器的信号输入 端电性连接，确定连接方式，确保本装置可正常使用。

作为本发明再进一步的方案：所述控制箱位于第一距离传感器底端的侧壁固 定连接有连接块，所述连接块远离控制箱一端的侧壁固定连接有防护罩，所述 防护罩的内壁固定连接有多个照明灯，通过照明灯可为摄像头提供照明。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过第一距离传感器和第二距离传感器感应机器人运动轨迹 前方障碍物情况，并将检测信息传输至控制器内，通过控制器控制电磁开关打 开，断开机器人运动电路，待检测结果确定后，控制器控制气缸开启，配合转 轴带动第一距离传感器和第二距离传感器做相互远离动作，检测周边是否有障碍物，若发现有障碍物则向另一侧转向避让，控制器控制一侧电磁开关闭合， 提供一侧驱动模块动力，此时机器人通过一侧履带运动带动其进行转向，避让 障碍物。

2、本发明中，通过温度传感器可检查前方障碍物是否为活物，若前方障碍 物为活物时，通过音频播放器和扬声器配合使用，可发出声音进行提醒，前方 活物听到声音后主动避让，从而减少机器人转向动作，降低机器人能耗。

本发明实用简单，在对机器人进行使用时，使机器人在运动过程中可主动发 现前方障碍物，并提醒活物主动避让，减少机器人运行能耗，同时可带动机器 人选择正确避让方向并主动变向，避让障碍物。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明中控制箱的结构放大示意图；

图3为本发明中控制箱的侧视结构放大示意图；

图4为本发明中控制箱的后视结构放大示意图；

图5为本发明中控制器的控制系统流程示意图。

图中：1、安装板；2、底座；3、控制箱；4、连接轴；5、主动轮；6、辅 助轮；7、安装架；8、履带；9、扬声器；10、第一距离传感器；11、第二距离 传感器；12、摄像头；13、连接块；14、防护罩；15、照明灯；16、固定块； 17、固定螺栓；18、内槽；19、蓄电池；20、驱动模块；21、控制器；22、信息存储器；23、电磁开关；24、电线；25、音频播放器；26、信号接收器；27、 温度传感器；28、连接柱；29、转轴；30、气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种基于履带式机器人方向自动控制装 置，包括安装板1，其特征在于：安装板1的顶部固定连接有底座2，安装板1 四周的底部均固定连接有连接轴4，安装板1位于连接轴4之间的底部设有控制 箱3，四个连接轴4分别靠近控制箱3一侧的底端侧壁均活动连接有主动轮5， 控制箱3相互远离两侧的底部均匀固定连接有多个安装架7，多个安装架7相互 远离两端的侧壁均活动连接有辅助轮6，多个主动轮5位置相匹配一侧的外壁均 共同啮合连接有履带8，两个履带8的内壁均与位置相匹配的辅助轮6外壁啮合 连接，控制箱3一端的侧壁设有有第一距离传感器10，控制箱3远离第一距离 传感器10一侧的侧壁设有第二距离传感器11，控制箱3位于第一距离传感器 10和第二距离传感器11之间的侧壁固定连接有摄像头12，第一距离传感器10 和第二距离传感器11的顶部均固定连接有转轴29，两个转轴29的顶部均转动 连接有连接柱28，两个连接柱28分别与控制箱3位置相匹配的侧壁固定连接，摄像头12相互远离两端的外壁均固定连接有气缸30，两个气缸30的输出端分 别与第一距离传感器10和第二距离传感器11的侧壁固定连接，控制箱3位于 摄像头12顶端的侧壁固定连接有温度传感器27。

其中，控制箱3相互远离两侧的顶端侧壁均固定连接有固定块16，两个固 定块16的均匀贯穿啮合连接有多个固定螺栓17，多个固定螺栓17贯穿过固定 块16后均与安装板1的底部啮合连接，通过固定螺栓17和固定块16将控制箱 3和安装板1进行连接限位；控制箱3的内壁开设有内槽18，内槽18的一端内 壁固定连接有蓄电池19，内槽18远离蓄电池19一端相互远离两侧底侧内壁均 固定连接有驱动模块20，通过蓄电池19提供电能，进而由驱动模块20配合主 动轮5驱动机器人运动；两个驱动模块20的输出端均与位置相匹配的主动轮5 的输入端连接，确定连接方式，确保本装置可正常运动。

蓄电池19的输出端固定连接有电线24，电线24分别与驱动模块20的输入 端电性连接，两个电线24位于蓄电池19和驱动模块20之间侧壁均固定连接有 电磁开关23，通过电磁开关23对驱动电路进行控制；两个驱动模块20的顶部 共同固定连接有控制器21，控制器21的输出端与电磁开关23的控制端电性连接，控制器21的信号输入端与第一距离传感器10和第二距离传感器11的输出 端电性连接，通过控制器21对第一距离传感器10和第二距离传感器11检测的 信号进行处理；内槽18一侧的内壁固定连接有音频播放器25，内槽18远离音 频播放器25一端的内壁固定连接有信号接收器26，控制箱3与音频播放器25 位置相匹配的外壁固定连接有扬声器9，通过音频播放器25和扬声器9配合使 用，当发现障碍物时可主动发出语音提醒。

内槽18远离音频播放器25一端的内壁固定连接有信息存储器22，通过信 息存储器22检测和控制信息，便于查看机器人运动轨迹；信号接收器26的输 出端与控制器21的信号输入端电性连接，确定连接方式，确保本装置可正常使 用；控制箱3位于第一距离传感器10底端的侧壁固定连接有连接块13，连接块 13远离控制箱3一端的侧壁固定连接有防护罩14，防护罩14的内壁固定连接 有多个照明灯15，通过照明灯15可为摄像头12提供照明。

本发明的工作原理是：使用本装置对机器人运动方向进行控制时，只需将机 器人安装在底座2上，当需要运动时，通过蓄电池19提供电能，通过驱动模块 20配合主动轮5及辅助轮6电动履带8运动，从而带动机器人运动。在运动过 程中，通过第一距离传感器10和第二距离传感器11检测运动轨迹前方情况， 若发现前方有障碍物时，则将信号传输至控制器21处，控制器21接受到信号 后，断开电磁开关23，此时机器人确实动力停止前进，当机器人停止前进时， 启动温度传感器27，对前方障碍物进行温度检测，若发现前方障碍物有温度显 示，控制器21控制音频播放器25和扬声器9播放避让音频，此时机器人前方活物则主动避让，当活物避让后，第一距离传感器10和第二距离传感器11检 测前方无障碍物，侧控制器21控制电磁开关23闭合，重新提供电能驱动机器人运动；当前方障碍物非活物时，控制器21控制气缸30启动，配合转轴29电 动第一距离传感器10和第二距离传感器11转动，检测周边障碍物信息，若周 边两侧均为发现障碍物，则选择一侧自由变向，若周边一侧发现障碍物另一侧 未发现障碍物，则控制器21闭合有障碍物一侧的电磁开关23，使蓄电池为另一侧驱动模块20提供电能，此时只有一侧履带8运动，带动机器人进行转向，当 转向结束后，闭合另一侧电磁开关23，机器人恢复正常方向运动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。

Claims (8)

1.一种基于履带式机器人方向自动控制装置，包括安装板（1），其特征在于：所述安装板（1）的顶部固定连接有底座（2），所述安装板（1）四周的底部均固定连接有连接轴（4），所述安装板（1）位于连接轴（4）之间的底部设有控制箱（3），四个所述连接轴（4）分别靠近控制箱（3）一侧的底端侧壁均活动连接有主动轮（5），所述控制箱（3）相互远离两侧的底部均匀固定连接有多个安装架（7），多个所述安装架（7）相互远离两端的侧壁均活动连接有辅助轮（6），多个所述主动轮（5）位置相匹配一侧的外壁均共同啮合连接有履带（8），两个所述履带（8）的内壁均与位置相匹配的辅助轮（6）外壁啮合连接，所述控制箱（3）一端的侧壁固定连接有第一距离传感器（10），所述控制箱（3）远离第一距离传感器（10）一侧的侧壁固定连接有第二距离传感器（11），所述控制箱（3）位于第一距离传感器（10）和第二距离传感器（11）之间的侧壁固定连接有摄像头（12），所述第一距离传感器(10)和第二距离传感器(11)的顶部均固定连接有转轴(29)，两个所述转轴(29)的顶部均转动连接有连接柱(28)，两个所述连接柱(28)分别与控制箱(3)位置相匹配的侧壁固定连接，所述摄像头(12)相互远离两端的外壁均固定连接有气缸(30)，两个所述气缸(30)的输出端分别与第一距离传感器(10)和第二距离传感器(11)的侧壁固定连接，所述控制箱(3)位于摄像头(12)顶端的侧壁固定连接有温度传感器(27)；

所述控制箱（3）相互远离两侧的顶端侧壁均固定连接有固定块（16），两个所述固定块（16）均匀贯穿啮合连接有多个固定螺栓（17），多个所述固定螺栓（17）贯穿过固定块（16）后均与安装板（1）的底部啮合连接；

所述控制箱（3）的内壁开设有内槽（18），所述内槽（18）的一端内壁固定连接有蓄电池（19），所述内槽（18）远离蓄电池（19）一端相互远离两侧底侧内壁均固定连接有驱动模块（20）；

将机器人安装在底座（2）上，当需要运动时，通过蓄电池（19）提供电能，通过驱动模块（20）配合主动轮（5）及辅助轮（6）电动履带（8）运动，从而带动机器人运动。在运动过程中，通过第一距离传感器（10）和第二距离传感器（11）检测运动轨迹前方情况，若发现前方有障碍物时，则将信号传输至控制器（21）处，控制器（21）接受到信号后，断开电磁开关（23），此时机器人确实动力停止前进，当机器人停止前进时，启动温度传感器（27），对前方障碍物进行温度检测，若发现前方障碍物有温度显示，控制器（21）控制音频播放器（25）和扬声器（9）播放避让音频，此时机器人前方活物则主动避让，当活物避让后，第一距离传感器（10）和第二距离传感器（11）检测前方无障碍物，侧控制器（21）控制电磁开关（23）闭合，重新提供电能驱动机器人运动；当前方障碍物非活物时，控制器（21）控制气缸（30）启动，配合转轴（29）电动第一距离传感器（10）和第二距离传感器（11）转动，检测周边障碍物信息，若周边两侧均为发现障碍物，则选择一侧自由变向，若周边一侧发现障碍物另一侧未发现障碍物，则控制器（21）闭合有障碍物一侧的电磁开关（23），使蓄电池为另一侧驱动模块（20）提供电能，此时只有一侧履带（8）运动，带动机器人进行转向，当转向结束后，闭合另一侧电磁开关（23），机器人恢复正常方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：两个所述驱动模块（20）的输出端均与位置相匹配的主动轮（5）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：所述蓄电池（19）的输出端固定连接有电线（24），所述电线（24）分别与驱动模块（20）的输入端电性连接，两个所述电线（24）位于蓄电池（19）和驱动模块（20）之间侧壁均固定连接有电磁开关（23）。

4.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：两个所述驱动模块（20）的顶部共同固定连接有控制器（21），所述控制器（21）的输出端与电磁开关（23）的控制端电性连接，所述控制器（21）的信号输入端与第一距离传感器（10）和第二距离传感器（11）的输出端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：所述内槽（18）一侧的内壁固定连接有音频播放器（25），所述内槽（18）远离音频播放器（25）一端的内壁固定连接有信号接收器（26），所述控制箱（3）与音频播放器（25）位置相匹配的外壁固定连接有扬声器（9）。

6.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：所述内槽（18）远离音频播放器（25）一端的内壁固定连接有信息存储器（22）。

7.根据权利要求5所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：所述信号接收器（26）的输出端与控制器（21）的信号输入端电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于履带式机器人方向自动控制装置，其特征在于：所述控制箱（3）位于第一距离传感器（10）底端的侧壁固定连接有连接块（13），所述连接块（13）远离控制箱（3）一端的侧壁固定连接有防护罩（14），所述防护罩（14）的内壁固定连接有多个照明灯（15）。

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