CN113404400A - 一种用于机器人仓门的双开门控制的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请的目的是提供一种用于机器人仓门的双开门控制的方法及设备，本申请槽型遮挡式光电传感器与电机控制器连接，用于通过将获取到的光强度变化转化为电信号的变化，并将所述电信号的变化传输至所述电机控制器；电机控制器与步进电机连接，用于通过检测到的电信号的变化控制所述步进电机的转动；步进电机与双开门传动装置连接，用于根据所述电信号的变化驱动所述双开门传动装置执行角位移；所述双开门传动装置，用于根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。使得仓门保存在开启状态，也可以解放用户的另一只手，让用户在取物品时体验更佳。

Description

一种用于机器人仓门的双开门控制的方法及设备

技术领域

本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种用于机器人仓门的双开门控制的方法及设备。

背景技术

随着科技的发展，机器人的应用越来越广泛，比如现在已有机器人应用在酒店的配送任务上，而目前的酒店配送机器人的外卖仓的开门方案都是电磁锁弹开仓门方案，用户在取外卖时，需要一只手掀着外卖仓盖子，一只手来拿外卖，对于体积大的外卖，取外卖的时候会有所不便。另外，目前的机器人的外卖仓无法保持在开启状态。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种用于机器人仓门的双开门控制的方法及设备，解决现有技术中仓门无法保持在开启状态以及取物品时用户不方便的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于机器人仓门的双开门控制的设备，该设备包括：槽型遮挡式光电传感器、电机控制器、步进电机以及双开门传动装置；

其中，所述槽型遮挡式光电传感器与所述电机控制器连接，用于通过将获取到的光强度变化转化为电信号的变化，并将所述电信号的变化传输至所述电机控制器；

所述电机控制器与所述步进电机连接，用于通过检测到的电信号的变化控制所述步进电机的转动；

所述步进电机与所述双开门传动装置连接，用于根据所述电信号的变化驱动所述双开门传动装置执行角位移；

所述双开门传动装置，用于根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。

可选地，所述设备包括光电传感器触发装置，所述光电传感器触发装置安装在仓门上，用于当仓门被开门或关闭到预设位置时进入所述槽型遮挡式光电传感器中。

可选地，所述槽型遮挡式光电传感器包括多个光电门，用于当所述光电传感器触发装置进入所述槽型遮挡式光电传感器中时获取光强度变化并进行转换为电信号的变化。

可选地，所述多个光电门包括第一光电门和第二光电门，其中，当仓门被关闭到预设位置时，所述光电传感器触发装置触发所述第一光电门和所述第二光电门，所述电机控制器检测所述由所述第一光电门和所述第二光电门确定的电信号的变化，控制所述步进电机停止运转。

可选地，所述多个光电门包括第三光电门和第四光电门，其中，当仓门被开启到预设位置时，所述光电传感器触发装置触发所述第三光电门和所述第四光电门，所述电机控制器检测所述由所述第三光电门和所述第四光电门确定的电信号的变化，控制所述步进电机停止运转。

可选地，所述电机控制器用于当检测到所述步进电机的堵转电流大于正常工作电流时，控制所述步进电机停止运转。

可选地，所述设备包括模数转换电路，用于采集所述步进电机的工作电流，并将所述工作电流传输至所述电机控制器，所述电机控制器根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态。

可选地，所述设备还包括霍尔感应器，所述霍尔感应器与所述电机控制器连接，用于将仓门移动过程产生的磁信号转换为电信号，并将所述电信号传输至所述电机控制器，所述电机控制器根据所述霍尔感应器传输的电信号对所述双开门进行限位。

根据本申请另一个方面，还提供了一种用于机器人仓门的双开门控制的方法，该方法包括：

根据仓门的双开门的位置变化触发槽型遮挡式光电传感器工作；

使用所述槽型遮挡式光电传感器将获取到的光强度变化转化为电信号的变化；

根据所述电信号的变化驱动双开门传动装置执行角位移；

根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。

可选地，所述还方法包括：

使用霍尔感应器将仓门移动过程中产生的磁信号转换为电信号，根据所述霍尔感应器得到的电信号对所述双开门进行限位。

可选地，所述方法包括：

采集用于驱动所述双开门传动装置的步进电机的工作电流；

根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态，若是，则所述步进电机停止工作。

与现有技术相比，本申请通过提供一种用于机器人仓门的双开门控制的设备，该设备包括：槽型遮挡式光电传感器、电机控制器、步进电机以及双开门传动装置；其中，所述槽型遮挡式光电传感器与所述电机控制器连接，用于通过将获取到的光强度变化转化为电信号的变化，并将所述电信号的变化传输至所述电机控制器；所述电机控制器与所述步进电机连接，用于通过检测到的电信号的变化控制所述步进电机的转动；所述步进电机与所述双开门传动装置连接，用于根据所述电信号的变化驱动所述双开门传动装置执行角位移；所述双开门传动装置，用于根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。使得仓门保存在开启状态，也可以解放用户的另一只手，让用户在取物品时体验更佳。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本申请的一个方面提供的一种用于机器人仓门的双开门控制的设备的结构示意图；

图2示出本申请一实施例中机器人仓门双开门的控制的原理示意图；

图3示出本申请一实施例中酒店配送机器人的光电门设计的结构示意图；

图4示出对图3中光电部分14的放大示意图；

图5示出根据本申请另一个方面提供的一种用于机器人仓门的双开门控制的方法的流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1示出根据本申请的一个方面提供的一种用于机器人仓门的双开门控制的设备的结构示意图，该设备包括：槽型遮挡式光电传感器100、电机控制器200、步进电机300以及双开门传动装置400；其中，所述槽型遮挡式光电传感器100与所述电机控制器200连接，用于通过将获取到的光强度变化转化为电信号的变化，并将所述电信号的变化传输至所述电机控制器200；所述电机控制器200与所述步进电机300连接，用于通过检测到的电信号的变化控制所述步进电机300的转动；所述步进电机300与所述双开门传动装置400连接，用于根据所述电信号的变化驱动所述双开门传动装置400执行角位移；所述双开门传动装置400用于根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。

在此，机器人应用场景为配送物品，具体的可以应用为酒店配送机器人，该酒店配送机器人的仓门为双开门式，机器人内安装槽型遮挡式光电传感器、电机控制器、步进电机以及双开门传动装置；其中，槽型遮挡式光电传感器是具有一槽体可插入触发光电传感器的触发装置，使用槽型遮挡式光电传感器可以对红外光源的光源遮挡变化进行感应，从而确定光的变化，将光的变化转换为电信号的变化，通过对红外光源的感应的方式避免了在仓门移动过程中步进电机的工作产生的磁场干扰；该槽型遮挡式光电传感器采用光电元件作为检测元件的传感器，将被测量的变化转换为光信号的变化，随后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，从而通过将光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制步进电机；对步进电机进行控制时，首先通过电机控制器来控制驱动，当电机控制器收到一个脉冲信号，则驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，该固定的角度为步距角，步进电机的旋转是以固定的角度进一步运行，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。双开门是利用步进电机的传动，通过步进电机驱动双开门传动装置来实现仓门安全的从两侧闭合的仓门设计。通过以上各部分的联动，可以使得仓门保存在开启状态，也可以解放用户的另一只手，让用户在取物品时体验更佳。

在本申请一些实施例中，所述设备包括光电传感器触发装置500，所述光电传感器触发装置500安装在仓门上，用于当仓门被开门或关闭到预设位置时进入所述槽型遮挡式光电传感器100中。在此，光电传感器触发装置设置在机器人的双开门的仓门上，当仓体开门或关门到达一定位置，即开门到位或关门到位时，该光电传感器触发装置进入槽型遮挡式光电传感器中，具体地插入到该光电传感器上设置的槽内，从而触发该光电传感器工作，电机控制器进行检测光电传感器的光电信号变化。

在本申请一些实施例中，所述槽型遮挡式光电传感器100包括多个光电门，用于当所述光电传感器触发装置500进入所述槽型遮挡式光电传感器100中时获取光强度变化并进行转换为电信号的变化。在此，在本申请的酒店配送机器人中设置光电门方案，该光电门方案包括上述设备包括的装置，在光电传感器100中设置多个光电门，从而当仓体开门或关门到位时，通过多个光电门确定光电信号的变化，进而控制仓门的工作状态。

接上述实施例，所述多个光电门包括第一光电门101和第二光电门102，其中，当仓门被关闭到预设位置时，所述光电传感器触发装置500触发所述第一光电门101和所述第二光电门102，所述电机控制器200检测所述由所述第一光电门101和所述第二光电门102确定的电信号的变化，控制所述步进电机300停止运转。在此，如图2所示，光电门1和光电门2为第一光电门和第二光电门，当仓门关门到位时，仓门上用于触发光电传感器的物理结构(光电传感器触发装置500)进入槽型遮挡式光电传感器，触发光电门1和光电门2，电机控制器500(MCU)检测到光电信号变化后，控制步进电机停止运转。

接上述实施例，所述多个光电门包括第三光电门103和第四光电门104，其中，当仓门被开启到预设位置时，所述光电传感器触发装置触发所述第三光电门103和所述第四光电门104，所述电机控制器检测所述由所述第三光电门103和所述第四光电门104确定的电信号的变化，控制所述步进电机停止运转。在此，继续参考图2，当仓门开门，开门到位时，仓门上用于触发光电传感器的物理结构(光电传感器触发装置500)进入槽型遮挡式光电传感器，触发光电门3和光电门4，电机控制器500(MCU)检测到光电信号变化后，控制步进电机停止运转。即当双开门的联动结构(安装在双开门上的光电传感器触发装置500)运动到槽型遮挡式光电传感器的槽体对红外光源产生遮挡时，MCU检测到光电传感器电信号的变化后对步进电机发出停止的命令。

在本申请一些实施例中，所述电机控制器用于当检测到所述步进电机的堵转电流大于正常工作电流时，控制所述步进电机停止运转。当仓门关闭时，若有人手或其他物体被仓门夹住，MCU检测到步进电机堵转电流大于正常工作的电流，MCU立即控制步进电机停止运转，实现防夹功能；其中，堵转电流为电机在转速为0时仍然输出扭矩的一种情况，在该情况下的工作电流为堵转电流。

在本申请一些实施例中，所述设备包括模数转换电路600，用于采集所述步进电机的工作电流，并将所述工作电流传输至所述电机控制器，所述电机控制器根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态。在此，MCU通过模数转换电路600(ADC)采集步进电机工作电流，从而检测步进电机的工作状态，当检测到的电流值超过步进电机正常工作的电流，短时间内达到该步进电机的堵转电流值时，判断步进电机处于堵转状态，并向步进电机发出停止工作的命令；通过对步进电机的驱动电流的实时检测来实现防夹功能。

在本申请一些实施例中，所述设备还包括霍尔感应器700，所述霍尔感应器700与所述电机控制器200连接，用于将仓门移动过程产生的磁信号转换为电信号，并将所述电信号传输至所述电机控制器200，所述电机控制器200根据所述霍尔感应器传输的电信号对所述双开门进行限位。在此，在本申请中的光电传感器还可以采用霍尔感应器，通过采用步进电机结合霍尔感应器的方案对电流进行限位，通过霍尔传感器利用仓门移动过程中磁信号的变化转换成电信号来触发步进电机的不同动作，从而对双开门关门进行限位，使用霍尔传感器来实现霍尔限位，可以规避空气中灰尘的影响。

在本申请一具体实施例中，如图3所示的酒店配送机器人的光电门设计的结构示意图，该设计包括双开门11、双开门结构传动装置12、步进电机传动装置13、光电门部分14，其中，光电门部分14包括遮挡式光电传感器15以及双开门限位触发16(如图4对图3中的光电部分14进行放大所示)，其中，当前双开门11的一侧为开启状态另一侧为关闭状态，双开门结构传动装置12与上述双开门传动装置400相同，步进电机传动装置13与上述电机控制器200相同；当双开门结构传动装置12运动到槽型遮光式光电传感器100的槽体对红外光源产生遮挡时，步进电机传动装置13检测到光电传感器的电信号的变化后对步进电机发出停止的命令。通过上述光电门的设计，可以进行限位和电流检测，通过光输入量的变化产生不同的电信号以达到开关门的触发，光电传感器配合步进电机对开门关门进行限位，MCU对步进电机的驱动电流实时检测来实现防夹功能。

图5示出根据本申请另一个方面提供的一种用于机器人仓门的双开门控制的方法的流程示意图，该方法包括：步骤S11～步骤S14，其中，步骤S11，根据仓门的双开门的位置变化触发槽型遮挡式光电传感器工作；步骤S12，使用所述槽型遮挡式光电传感器将获取到的光强度变化转化为电信号的变化；步骤S13，根据所述电信号的变化驱动双开门传动装置执行角位移；步骤S14，根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。从而可以实现机器人仓门的双开门控制，提升用户体验。

本申请所述的方法使用上述设备来执行，通过设备中的各部件进行配合使用，在步骤S11中，根据仓门的双开门的位置变化触发槽型遮挡式光电传感器工作；在此，在仓门的双开门上安装光电传感器触发装置，在移动过程中，当到达一定位置时，该触发装置移动插入到槽型遮挡式光电传感器的槽体内，从而触发该光电传感器工作。接着，步骤S12，使用所述槽型遮挡式光电传感器将获取到的光强度变化转化为电信号的变化；在此，槽型遮挡式光电传感器被触发后，将获取到的光强度变化转换为电信号的变化，当控制器检测到电信号的变化时驱动步进电机；具体地，是在步骤S13中，根据所述电信号的变化驱动双开门传动装置执行角位移；即，首先根据电信号的变化驱动步进电机转动，从而步进电机带动双开门传动装置执行角位移，按照一定的角位移进行运转，从而在步骤S14中，根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。在此，双开门传动装置是作为双开门的联动装置，用于控制双开门的打开和关闭，通过双开门传动装置的角位移控制双开门的开启程度，比如控制双开门的开启状态为一侧打开一侧关闭，或者双侧门都打开或者双侧门都关闭等。

在本申请一些实施例中，所述方法包括：使用霍尔感应器将仓门移动过程中产生的磁信号转换为电信号，根据所述霍尔感应器得到的电信号对所述双开门进行限位。在此，还可以使用霍尔感应器代替槽型遮挡式光电传感器，通过采用步进电机结合霍尔感应器的方案对电流进行限位，通过霍尔传感器利用仓门移动过程中磁信号的变化转换成电信号来触发步进电机的不同动作，从而对双开门关门进行限位，使用霍尔传感器来实现霍尔限位，可以规避空气中灰尘的影响。

在本申请一些实施例中，所述方法包括：采集用于驱动所述双开门传动装置的步进电机的工作电流；根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态，若是，则所述步进电机停止工作。在此，MCU通过模数转换电路(ADC)采集步进电机工作电流，从而检测步进电机的工作状态，当检测到的电流值超过步进电机正常工作的电流，短时间内达到该步进电机的堵转电流值时，判断步进电机处于堵转状态，并向步进电机发出停止工作的命令；通过对步进电机的驱动电流的实时检测来实现防夹功能。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。而调用本申请的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (11)

1.一种用于机器人仓门的双开门控制的设备，其特征在于，所述设备包括：槽型遮挡式光电传感器、电机控制器、步进电机以及双开门传动装置；

其中，所述槽型遮挡式光电传感器与所述电机控制器连接，用于通过将获取到的光强度变化转化为电信号的变化，并将所述电信号的变化传输至所述电机控制器；

所述电机控制器与所述步进电机连接，用于通过检测到的电信号的变化控制所述步进电机的转动；

所述步进电机与所述双开门传动装置连接，用于根据所述电信号的变化驱动所述双开门传动装置执行角位移；

所述双开门传动装置，用于根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括光电传感器触发装置，所述光电传感器触发装置安装在仓门上，用于当仓门被开门或关闭到预设位置时进入所述槽型遮挡式光电传感器中。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述槽型遮挡式光电传感器包括多个光电门，用于当所述光电传感器触发装置进入所述槽型遮挡式光电传感器中时获取光强度变化并进行转换为电信号的变化。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述多个光电门包括第一光电门和第二光电门，其中，当仓门被关闭到预设位置时，所述光电传感器触发装置触发所述第一光电门和所述第二光电门，所述电机控制器检测所述由所述第一光电门和所述第二光电门确定的电信号的变化，控制所述步进电机停止运转。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述多个光电门包括第三光电门和第四光电门，其中，当仓门被开启到预设位置时，所述光电传感器触发装置触发所述第三光电门和所述第四光电门，所述电机控制器检测所述由所述第三光电门和所述第四光电门确定的电信号的变化，控制所述步进电机停止运转。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电机控制器用于当检测到所述步进电机的堵转电流大于正常工作电流时，控制所述步进电机停止运转。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备包括模数转换电路，用于采集所述步进电机的工作电流，并将所述工作电流传输至所述电机控制器，所述电机控制器根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括霍尔感应器，所述霍尔感应器与所述电机控制器连接，用于将仓门移动过程产生的磁信号转换为电信号，并将所述电信号传输至所述电机控制器，所述电机控制器根据所述霍尔感应器传输的电信号对所述双开门进行限位。

9.一种用于机器人仓门的双开门控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据仓门的双开门的位置变化触发槽型遮挡式光电传感器工作；

使用所述槽型遮挡式光电传感器将获取到的光强度变化转化为电信号的变化；

根据所述电信号的变化驱动双开门传动装置执行角位移；

根据所述双开门传动装置的角位移控制机器人仓门的双开门的开启状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用霍尔感应器将仓门移动过程中产生的磁信号转换为电信号，根据所述霍尔感应器得到的电信号对所述双开门进行限位。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

采集用于驱动所述双开门传动装置的步进电机的工作电流；

根据所述工作电流以及堵转电流判断所述步进电机是否处于堵转状态，若是，则所述步进电机停止工作。

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