CN202771261U - 一种自主移动式机器人 - Google Patents
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Abstract
一种自主移动式机器人，包括行走结构、控制模块和传感器系统，所述传感器系统包括碰撞传感器和红外传感器，其特征在于：所述自主移动式机器人还包括用于判断自主移动式机器人所处方位的方位定位系统。具体的，所述方位定位系统包括四个探测角度范围为90度的超声波探头和一个电子罗盘，所述四个超声波探头围绕所述自主移动式机器人的几何中心呈中心对称布置，所述电子罗盘和超声波探头都与所述控制模块连接。采用本实用新型所述的自主移动式机器人，对机器人所处360度全方位角度和较远半径内进行探测，收集全角度范围内的障碍物信息，判断出机器人所处的方位，减小了机器人行走重复路径的可能性，达到缩短工时和减小能耗的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于自动化领域，涉及一种自主移动式机器人。
背景技术
依靠事先编程设计在室内或平整地面移动的小型自主移动式机器人大量应用于室内清洁等需要机器人规划随机路径达到覆盖全部地面区域的应用领域，传统的自主移动式机器人依靠红外探头和碰撞传感器等探测障碍物并规划移动方向，由于红外探头的探测角度和距离有限，因此机器人无法在红外探头的较小视野和距离内检测到较远的障碍物，从而识别出不同的区域方位。例如放置了一张桌子的墙角和没有桌子的墙角，机器人如果在较远距离探测不到桌脚，则会继续前进直至探测到桌角时才调整转向，由此产生了不必要的路径重复，增加了工作时间和能耗。
实用新型内容
为克服传统技术方案无法探测机器人方位造成路径重复，增加工时和能耗的缺陷，本实用新型提供一种自主移动式机器人。
本发明所述的自主移动式机器人包括行走结构、控制模块和传感器系统，所述传感器系统包括碰撞传感器和红外传感器，所述自主移动式机器人还包括用于判断自主移动式机器人所处方位的方位定位系统，所述方位定位系统通过控制线路与所述控制模块连接。
通过方向定位系统，使自主移动式机器人能够判断自身所处方位，减小了重复路径产生的可能性。
具体的，所述方位定位系统包括四个探测角度范围为90度的超声波探头和一个电子罗盘，所述四个超声波探头围绕所述自主移动式机器人的几何中心呈中心对称布置，所述电子罗盘和超声波探头都与所述控制模块连接。
优选的，所述电子罗盘位于自主移动式机器人的几何中心。
具体的，所述行走结构包括驱动电机、传动装置、两个驱动轮和一个万向轮，所述两个驱动轮分别位于所述自主移动式机器人的底部两侧，与所述自主移动式机器人的几何中心呈轴对称，所述万向轮位于所述自主移动式机器人的与所述两个驱动轮连线垂直的底部对称轴上靠近底部边界的位置，所述驱动电机用于驱动传动装置控制两个驱动轮和万向轮前进和转向。
优选的，所述自主移动式机器人外形呈扁平圆盘形。
优选的，所述自主移动式机器人还包括用于对经过地面进行清洁的清洁装置。
具体的，所述控制模块包括CPU和存储装置，所述CPU为51系列、AVR系列、PIC系列或MSP430系列中的任意一种。
采用本实用新型所述的自主移动式机器人，增加了方位定位系统，对机器人所处360度全方位角度和较远半径内进行探测，收集全角度范围内的障碍物信息，判断出机器人所处的方位，减小了机器人行走重复路径的可能性，达到缩短工时和减小能耗的目的。
附图说明
图1示出本实用新型所述自主移动式机器人的一种具体实现方式的示意图
各图中附图标记名称为：1.超声波探头 2.电子罗盘 3.万向轮 4.驱动轮 5.红外传感器。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述的自主移动式机器人包括行走结构、控制模块和传感器系统，所述传感器系统包括碰撞传感器和红外传感器，所述自主移动式机器人还包括用于判断自主移动式机器人所处方位的方位定位系统，所述方位定位系统通过控制线路与所述控制模块连接。
通过方向定位系统，使自主移动式机器人能够判断自身所处方位，减小了重复路径产生的可能性。
本实用新型提供一种所述方位定位系统的具体实现方式，所述方位定位系统包括四个探测角度范围为90度的超声波探头1和一个电子罗盘2，所述四个超声波探头围绕所述自主移动式机器人的几何中心呈中心对称布置，所述电子罗盘和超声波探头都与所述控制模块连接。
四个超声波探头位于所述自主移动式机器人的边界四周，围绕所述自主移动式机器人的几何中心呈中心对称布置，从而实现了全方位360度的检测范围，所述超声波探头用于区别室内不同位置而非精确定位，因此对其性能指标如发射角度，发散程度，测距精度等没有严格要求，一些能满足基本测距要求的廉价模块均符合。电子罗盘用于采集自主移动式机器人的方向信息，使用时，超声波探头采集的障碍信息和电子罗盘采集的方向信息一起输送到所述控制模块，控制模块通过预先设定的程序算法对其进行判断处理，及时规划避免重复路径的产生，所述的程序算法是现有技术，本实用新型通过对障碍信息全角度和远距离的采集，相对传统的红外传感器采集信息，本实用新型实际上增加了所收集的方位判断信息的准确程度，从而缩小了重复路径出现的概率。
优选的，所述电子罗盘位于自主移动式机器人的几何中心，采集方向信息更准确。
具体的，所述行走结构包括驱动电机、传动装置、两个驱动轮和一个万向轮，所述两个驱动轮分别位于所述自主移动式机器人的底部两侧，与所述自主移动式机器人的几何中心呈轴对称，所述万向轮位于所述自主移动式机器人的与所述两个驱动轮连线垂直的底部对称轴上靠近底部边界的位置，所述驱动电机用于驱动传动装置控制两个驱动轮和万向轮前进和转向。
优选的，所述自主移动式机器人外形呈扁平圆盘形。扁平圆盘形状利于机器人通过高度低的区域。
优选的，所述自主移动式机器人还包括用于对经过地面进行清洁的清洁装置，从而可以用于室内清洁使用。
具体的，所述控制模块包括CPU和存储装置，所述CPU为51系列、AVR系列、PIC系列或MSP430系列中的任意一种。由于直接采集了障碍信息和方向信息，减少了运算量，对方位判断和路径规划时运算量不大，8位的51系列、AVR系列，16位的PIC系列和MSP430系列都可以满足要求。
采用本实用新型所述的自主移动式机器人，增加了方位定位系统，对机器人所处360度全方位角度和较远半径内进行探测，收集全角度范围内的障碍物信息，判断出机器人所处的方位，减小了机器人行走重复路径的可能性，达到缩短工时和减小能耗的目的
所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储装置中。
前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1. 一种自主移动式机器人，包括行走结构、控制模块和传感器系统，所述传感器系统包括碰撞传感器和红外传感器（5），其特征在于：所述自主移动式机器人还包括用于判断自主移动式机器人所处方位的方位定位系统，所述方位定位系统通过控制线路与所述控制模块连接。
2.如权利要求1所述的自主移动式机器人，其特征在于：所述方位定位系统包括四个探测角度范围为90度的超声波探头（1）和一个电子罗盘（2），所述四个超声波探头围绕所述自主移动式机器人的几何中心呈中心对称布置，所述电子罗盘和超声波探头都与所述控制模块连接。
3.如权利要求2所述的自主移动式机器人，其特征在于：所述电子罗盘位于自主移动式机器人的几何中心。
4.如权利要求1所述的自主移动式机器人，其特征在于，所述行走结构包括驱动电机、传动装置、两个驱动轮（4）和一个万向轮（3），所述两个驱动轮分别位于所述自主移动式机器人的底部两侧，与所述自主移动式机器人的几何中心呈轴对称，所述万向轮位于所述自主移动式机器人的与所述两个驱动轮连线垂直的底部对称轴上靠近底部边界的位置，所述驱动电机用于驱动传动装置控制两个驱动轮和万向轮前进和转向。
5.如权利要求1所述的自主移动式机器人，其特征在于：所述自主移动式机器人外形呈扁平圆盘形。
6.如权利要求1所述的自主移动式机器人，其特征在于：所述自主移动式机器人还包括用于对经过地面进行清洁的清洁装置。
7.如权利要求1所述的自主移动式机器人，其特征在于：所述控制模块包括CPU和存储装置，所述CPU为51系列、AVR系列、PIC系列或MSP430系列中的任意一种。
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