CN113721612A - 一种自主导航机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自主导航机器人，包括机壳和控制系统，所述机壳外围包裹设置有防撞条，所述机壳的四个面均设置有碰撞传感器、激光雷达、接近传感器，所述机壳底部中部设置有驱动轮，所述驱动轮前端设置有转向轮，所述驱动轮后端设置有辅助万向轮，所述机壳顶端设置有天线、人机控制屏、深度摄像头，所述控制系统包含定位及地图构建模块、环境感知模块、信息融合模块、路径规划模块、全局规划、局部规划学习模块、驱动控制模块，所述激光雷达、深度摄像头、接近波传感器将实现距离数据的检测获取，从而在自主导航中准确运行，本发明能够适应多种环境变化的工作，并具备路径规划、避障避碰、自主控制，提高了机器人运行的稳定性及精准性。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种自主导航机器人。
背景技术
机器人作为现代人们文明的空前需求，其代替了手工业时代，将人类从手工业演变至现代化的工业时代，将低效率的生产作业发展至今的高效生产，很大一定程度上解决了工厂生产成本较大、生活作业繁琐等一系列的问题，现有的机器人如工业作业机器人、生活作业机器人、运输机器人、军事机器人等。然而，目前的机器人采用的自主导航实时性较差，造价相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种自主导航机器，具备路径规划、避障避碰、智能自主控制，且成本较低。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括机壳和控制系统，所述机壳外围包裹设置有防撞条，所述机壳的四个面均设置有碰撞传感器、激光雷达、接近传感器，所述机壳底部中部设置有驱动轮，所述驱动轮前端设置有转向轮，所述驱动轮后端设置有辅助万向轮，所述机壳顶端设置有天线、人机控制屏、深度摄像头，所述控制系统包含单片机、定位及地图构建模块、环境感知模块、信息融合模块、路径规划模块、全局规划、局部规划学习模块、驱动控制模块，所述激光雷达、深度摄像头、接近波传感器将实现距离数据的检测获取，从而在自主导航中准确运行。
优选的，所述驱动轮电性连接有伺服电机，该伺服电机与第二驱动控制模块相连接。
优选的，所述转向轮活性连接转向架，所述转向架顶端横向设置有齿轮，所述齿轮横向齿纹咬合驱动电机的传动齿轮杆。
优选的，所述单片机电性连接碰撞传感器、激光雷达、接近传感器。
优选的，所述第一驱动控制模块包含芯片、驱动电路、驱动电机、调速器，其中芯片采用C8051F310芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够适应多种环境变化的工作，并具备路径规划、避障避碰、自主控制，提高了机器人运行的稳定性及精准性。
附图说明
图1为本发明自主导航机器人结构主视图。
图2为本发明自主导航机器人驱动轮分布结构示意图
图3为本发明转向轮结构示意图。
图4为本发明控制系统结构示意图。
图5为本发明驱动控制模块结构示意图。
图中：1-机壳，2-防撞条，3-碰撞传感器，4-激光雷达，5-接近传感器，6-驱动轮，7-转向轮，71-转向架，72-齿轮，8-辅助万向轮，9-天线，10-人机控制屏，11-单片机，12-深度摄像头，13-定位及地图构建模块，14-环境感知模块，15-信息融合模块，16-路径规划模块，17-全局规划局部规划学习模块，18-第一驱动控制模块，181-芯片，182-驱动电路，183-驱动电机，184-调速器，19-第二驱动控制模块。
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1-5，本发明提供一种技术方案：包括机壳1、激光雷达4和控制系统，
所述机壳1外围包裹设置有防撞条2，所述机壳1的四个面均设置有碰撞传感器3、激光雷达4、接近传感器5；
所述机壳1顶端设置有天线9、人机控制屏10、深度摄像头12；
所述机壳1底部中部设置有驱动轮6，所述驱动轮6前端设置有转向轮7，所述驱动轮6后端设置有辅助万向轮8；
所述控制系统包含单片机11、定位及地图构建模块13、环境感知模块14、信息融合模块15、路径规划模块16、全局规划局部规划学习模块17、第一驱动控制模块18、第二驱动控制模块19。
进一步的，所述碰撞传感器3、激光雷达4、接近传感器5电性连接单片机11，所述激光雷达4、深度摄像头12、接近波传感器5将实现距离数据的检测获取，同时激光雷达4可在不断的运行过程中拓展所处区域内的地图，并在定位及地图构建模块13实现数据处理拼接。
进一步的，所述碰撞传感器3与接近传感器5相互配合能够在路径规划中实现避障避碰，同时也具备感知周围物体。
进一步的，所述驱动轮6电性连接有伺服电机，该伺服电机与第二驱动控制模块19相连接，所述驱动轮6在伺服电机的作用下实现直线移动。
进一步的，所述转向轮7活性连接转向架71，所述转向架71顶端横向设置有齿轮72，所述齿轮72横向齿纹咬合驱动电机183的传动齿轮杆，其中驱动电机183电性连接第一驱动控制模块18的驱动电路182。
进一步的，所述第一驱动控制模块18包含芯片181、驱动电路182、驱动电机183、调速器184，其中芯片181采用C8051F310芯片，所述芯片181内含PCA阵列和PID算法控制器，其中PCA阵列与驱动电机182电性连接；芯片181控制转向轮7的左、右转传输及转向控制，而驱动电机183连接调速器184，且调速器184与PID算法控制器相连接，用于反馈左、右转速度信号。
进一步的，所述转向轮7不具备移动性，仅具备转向性。
进一步的，所述本机器人不断移动的过程也是不断学习的过程，通过定位及地图构建模块13不断的完善，机器人将不断优化路径轨迹，以实现精准的目的地运行。
本发明的工作原理为：在使用的过程中，机器人不断运行中，其激光雷达4不断获取四周环境信息，同时深度摄像头12不断获取前端环境信息及障碍物位置，深度摄像头12直观数据将为定位及地图构建模块13提供数据，不断完善地图的构建，而传感器所获取的数据信息需在信息融合模块15中进行预处理，优化数据，智能化实现自主控制导航，同时不断运行不断学习，优化路径轨迹，提高同一区域内高效的运行状态。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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囊括在本发明内。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。
Claims (5)
1.一种自主导航机器人，包括机壳（1）、激光雷达（4）和控制系统，其特征在于：
所述机壳（1）外围包裹设置有防撞条（2），所述机壳（1）的四个面均设置有碰撞传感器（3）、激光雷达（4）、接近传感器（5）；
所述机壳（1）顶端设置有天线（9）、人机控制屏（10）、深度摄像头（12）；
所述机壳（1）底部中部设置有驱动轮（6），所述驱动轮（6）前端设置有转向轮（7），所述驱动轮（6）后端设置有辅助万向轮（8）；
所述控制系统包含单片机（11）、定位及地图构建模块（13）、环境感知模块（14）、信息融合模块（15）、路径规划模块（16）、全局规划局部规划学习模块（17）、第一驱动控制模块（18）、第二驱动控制模块（19）。
2.根据权利要求1所述的一种自主导航机器人，其特征在于：所述驱动轮（6）电性连接有伺服电机，该伺服电机与第二驱动控制模块（19）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种自主导航机器人，其特征在于：所述转向轮（7）活性连接转向架（71），所述转向架（71）顶端横向设置有齿轮（72），所述齿轮（72）横向齿纹咬合驱动电机（183）的传动齿轮杆。
4.根据权利要求1所述的一种自主导航机器人，其特征在于：所述单片机（11）电性连接碰撞传感器（3）、激光雷达（4）、接近传感器（5）。
5.根据权利要求1所述的一种自主导航机器人，其特征在于：所述第一驱动控制模块（18）包含芯片（181）、驱动电路（182）、驱动电机（183）、调速器（184），其中芯片（181）采用C8051F310芯片。
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2021
- 2021-08-23 CN CN202110965042.9A patent/CN113721612A/zh not_active Withdrawn
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| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211130 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |