CN204731636U - 一种循迹悬浮差速运送承载机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循迹悬浮差速运送承载机器人，包括壳体和车架，所述车架上安装有无线收发模块、通信控制器、驱动控制器、循迹传感器、电机驱动模块、前轮差速舵机机构、多个电机以及安装在车架底部的一对前轮和后轮，所述通信控制器分别与无线收发模块和驱动控制器连接，所述循迹传感器的输出端与驱动控制器的第一输入端连接，所述驱动控制器的输出端与电机驱动模块的输入端连接。本实用新型结构简单，通过循迹传感器使得循迹导航更可靠，并且能通过无线收发模块实现远程摇控和中央监控，大大提升工作效率。本实用新型操控灵活，运行平稳可靠，定位精度高，安装调试简单，便于维护。本实用新型可广泛应用于机器人领域中。

Description

一种循迹悬浮差速运送承载机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种循迹悬浮差速运送承载机器人。

背景技术

作为20世纪的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。智能小车，也就是轮式机器人，主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。

但现有技术中的智能机器人，其对工作场所的适应性较差，只能工作在特定的场所内，且工作效率低下，容易导致模型车严重抖动甚至偏离预设道路。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能提高对工作场所的适应性，且提高工作效率的一种循迹悬浮差速运送承载机器人。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种循迹悬浮差速运送承载机器人，包括壳体和车架，所述车架上安装有无线收发模块、通信控制器、驱动控制器、循迹传感器、电机驱动模块、前轮差速舵机机构、多个电机以及安装在车架底部的一对前轮和后轮，所述通信控制器分别与无线收发模块和驱动控制器连接，所述循迹传感器的输出端与驱动控制器的第一输入端连接，所述驱动控制器的输出端与电机驱动模块的输入端连接，所述电机驱动模块的第一输出端与前轮差速舵机机构的输入端连接，所述电机驱动模块的第二输出端与电机的输入端连接，所述电机与前轮差速舵机机构连接，所述前轮差速舵机机构与前轮联动连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述前轮差速舵机机构包括转向舵机、压力缸、一对差速轮和导柱，各所述差速轮与对应前轮联动连接，所述差速轮分别安装在电机的输出轴上，所述差速轮通过导柱连接至压力缸，所述转向舵机通过芯轴与差速轮连接，所述转向舵机与差速轮之间还设有转动轴。

作为本实用新型的进一步改进，所述车架上还安装有信息采集模块，所述信息采集模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述信息采集模块包括温度测量模块、电量检测模块、电机信息采集模块和负重测量模块，所述温度测量模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接，所述电量检测模块的输出端与通信控制器的第二输入端连接，所述电机信息采集模块的输出端与通信控制器的第三输入端连接，所述负重测量模块的输出端与通信控制器的第四输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述车架上还安装有站点信息传感模块，所述站点信息传感模块的输出端与通信控制器的第五输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述车架上还安装避障传感模块，所述避障传感模块的输出端与驱动控制器的第二输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述站点信息传感模块为编码信息读取器。

作为本实用新型的进一步改进，所述避障传感模块为红外传感器或超声波感应器。 

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人结构简单，通过循迹传感器使得循迹导航更可靠，并且能通过无线收发模块实现远程摇控和中央监控，大大提升工作效率。本实用新型操控灵活，运行平稳可靠，定位精度高，安装调试简单，便于维护。进一步，本实用新型通过设有前轮差速舵机机构能在遭遇凹坑时使承载面保持水平，颠波更小，使得行走在崎岖不平的路面上，也能使差速的功能准确无误，更好地实施，不会因为路面关系导致冲出导航轨道。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人的原理方框图；

图2是本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人的俯视结构示意图；

图3是本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人的侧面结构示意图；

图4是本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人实施例中双导柱结构的前轮差速舵机机构的结构示意图。

具体实施方式

参考图1-图4，本实用新型一种循迹悬浮差速运送承载机器人，包括壳体1和车架2，所述车架2上安装有无线收发模块、通信控制器、驱动控制器、循迹传感器、电机驱动模块、前轮差速舵机机构、多个电机以及安装在车架2底部的一对前轮6和后轮4，所述通信控制器分别与无线收发模块和驱动控制器连接，所述循迹传感器的输出端与驱动控制器的第一输入端连接，所述驱动控制器的输出端与电机驱动模块的输入端连接，所述电机驱动模块的第一输出端与前轮差速舵机机构的输入端连接，所述电机驱动模块的第二输出端与电机的输入端连接，所述电机与前轮差速舵机机构连接，所述前轮差速舵机机构与前轮6联动连接。

其中，无线收发模块主要用于实现PC机与机器人的数据交换，从而方便对机器人的操控，并方便获取机器人的运行状况。实时通信控制器主要作用是管理交互信息，将PC机、智能手机、遥控手柄、键盘等控制端发送过来的信息和站点信息传感器的信息进行整理，并将相应的操控命令传送给驱动控制器，从而控制电机的启动、停止和转速，实现机器人的行、停、快慢、转向等功能。同时，获取驱动控制器的运行状况信息给控制终端，以便对机器人运行进行调整修正和维护。所述驱动控制器主要作用是接收通信控制器送来的控制信息、和循迹感应器以及避障传感模块的感应信息，并根据相关信息向电机驱动模块传送控制左右电机速度的不同占空比的控制波以及使能、启动、停车、刹车信号。所述循迹传感器采用8路磁感应器循迹，将磁感应信息送给驱动控制器，驱动控制器根据不同的磁路感应组合对机器进行行走纠偏和转向。所述电机驱动模块根据驱动控制器送来的不同占空比的控制波以及使能、启动、停车、刹车信号为左、右电机提供驱动能量，所述后轮4可采用悬浮后轮。

本实用新型通过以上模块，能实现承载机器人的循迹、避障、定点停车、延时自动启动等功能，并通过机内按键、无线遥控手柄、pc机、智能手机或移动终端作为控制端进行无线控制，控制本实用新型的行进动作和设置相关参数。本机器人对自己运行状态具有自检功能，并将相关信息通过无线收发模块传送到移动终端。本发明多种技术相结合，与当前循迹承载机器人技术相比，具有操控灵活，运行平稳可靠，定位精度高，安装调试简单，便于维护等特点。尤其是移动终端通过无线控制功能，能大大提高机器在复杂路径下的运行效率，并且能够实现机器人的集群管理和控制。

进一步作为优选的实施方式，所述前轮差速舵机机构包括转向舵机、压力缸5、一对差速轮31和导柱32，各所述差速轮31与对应前轮6联动连接，所述差速轮31分别安装在电机的输出轴上，所述差速轮31通过导柱32连接至压力缸5，所述转向舵机通过芯轴与差速轮31连接，所述转向舵机与差速轮31之间还设有转动轴33。所述压力缸5可采用气压缸或液压缸。

进一步作为优选的实施方式，所述车架2上还安装有信息采集模块，所述信息采集模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接。所述信息采集模块用于采集环境信息和检测机器人的运行状态，主要有检测采集主要区域的温度信息、电池电量信息、电机负载信息、机器负重信息等。

进一步作为优选的实施方式，所述信息采集模块包括温度测量模块、电量检测模块、电机信息采集模块和负重测量模块，所述温度测量模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接，所述电量检测模块的输出端与通信控制器的第二输入端连接，所述电机信息采集模块的输出端与通信控制器的第三输入端连接，所述负重测量模块的输出端与通信控制器的第四输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述车架2上还安装有站点信息传感模块，所述站点信息传感模块的输出端与通信控制器的第五输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述车架2上还安装避障传感模块，所述避障传感模块的输出端与驱动控制器的第二输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述站点信息传感模块为编码信息读取器。所述编码信息读取器是获取地标信息的传感器，地标信息包括若干站点编码和引导机器加减速度、转弯、停顿等编码信息，通过通信控制器传送给PC机或移动控制端或传送给驱动控制器对机器人进行相应的控制。

进一步作为优选的实施方式，所述避障传感模块为红外传感器或超声波感应器。所述避障传感模块设多个红外传感器或超声波感应器，遇障输出信息给驱动控制器，驱动控制器向电机驱动器发停车、刹车控制。

本实施例中，其中，压力缸5可采用两种，第一种为单导柱32液气浮动、轻负载、高灵活、竖高型差速轮31悬浮机构。第二种是双导柱32气浮动、重负载、灵活、低矮、低重心型差速轮31悬浮机构。

本实用新型中左、右两差速轮31就可以绕转动轴33即图3中Y轴转动，由于限位，左、右两差速轮31只能上下有限的浮沉运动，并增加了左、右压力缸5联通。压力缸5，使压力缸5在车重的作用下，有一定的支承强度。当在平坦的道路上行走时，左、右两轮均与地面等距平行接触，这样左、右两支压力缸5受力相等均衡，而左、右两支压力缸5内腔的压力腔的长度相等，这时，左、右两差速轮31就平行稳定行走。

当在崎岖的道路上行走时，如果，左轮走入到凹坑，左轮就跌入到凹坑，左轮就会绕转动轴33转动，左轮下沉，这样左压力缸5的压力腔就会变长。当左轮跌入到凹底时，左轮外缘与凹坑底接触，左、右两支压力缸5的压力腔的长度均在相反的方向发生变化，左压力缸5的压力腔变长，而右压力腔变短。而左、右两压力缸5的压力腔内压力均等。左轮跌入凹坑底后，轮外缘与凹底充分接触，承载面仍然保持水平，使承载车承载面保持水平，颠波更小。左轮不会悬空，左、右两轮任何时候都能与地面接触，这样就更好地保证了左、右两轮的差速转向功能的实施。既使行走在崎岖不平的路面上，也能使差速的功能准确无误、更好地实施，更不会出误导航，导航车不会冲出导航轨道。

同样，右轮行走到凹坑时，就会出现与上述相反的情况，但仍然能保证正常行走。 

与上述两种类似的情况就是行走到凸起的路面时也会出现左、右两差速轮31上、下浮沉的现象，而承载面保持水平，不会有大变化，确保本实用新型好的平稳性和好的越野性。本实用新型的实用性就更好、更强。

双导柱32的作用是增强机构的刚性，使悬浮差速机构更强硬、刚性更好，载重能力更强，更适合大型的负载自动运送。

单导柱32是精致机械的结构，使悬浮差速机构更紧凑、更精细、灵活性更高。适用于道路峡窄、弯度急速转向的轻载场合。而在崎岖路面也有一定的越野性能，使其实用性和导航可靠性更好。

以上两种单、双导柱32的气压悬浮差速转向机构的适应性、实用性、越野性、平稳性都比其他相似类型的差速转向机构更好、更灵活、刚性更强、越野性更好、平稳性更优。

进一步，本实用新型可增设按键显示模块，包括4*5阵列键盘和一块192*64液晶模块，通过键盘可以实现对机器人的操控和参数设置，192*64点的液晶屏可以清晰显示PC机、智能手机、遥控手柄和键盘对机器的操控信息，并对机器的版本信息、运行状况信息和故障信息提供显示。

本实用新型与相似类型的循迹运送承载机器人相比较，具有灵活性更好、刚性好、越野性更强、平稳性更优，循迹导航更可靠、定点停车更准确，操控更自如、更人性化，并且能实现远程摇控和中央监控等优点，更适用大规模的集成化管理，更适用于大企业的大规模使用。由于集多种控制方式于一体，本实用新型的自动化程度更高，智能化更强，更能替代人类多方面的运送承载工作。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：包括壳体和车架，所述车架上安装有无线收发模块、通信控制器、驱动控制器、循迹传感器、电机驱动模块、前轮差速舵机机构、多个电机以及安装在车架底部的一对前轮和后轮，所述通信控制器分别与无线收发模块和驱动控制器连接，所述循迹传感器的输出端与驱动控制器的第一输入端连接，所述驱动控制器的输出端与电机驱动模块的输入端连接，所述电机驱动模块的第一输出端与前轮差速舵机机构的输入端连接，所述电机驱动模块的第二输出端与电机的输入端连接，所述电机与前轮差速舵机机构连接，所述前轮差速舵机机构与前轮联动连接。

2.根据权利要求1所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述前轮差速舵机机构包括转向舵机、压力缸、一对差速轮和导柱，各所述差速轮与对应前轮联动连接，所述差速轮分别安装在电机的输出轴上，所述差速轮通过导柱连接至压力缸，所述转向舵机通过芯轴与差速轮连接，所述转向舵机与差速轮之间还设有转动轴。

3.根据权利要求1所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述车架上还安装有信息采集模块，所述信息采集模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述信息采集模块包括温度测量模块、电量检测模块、电机信息采集模块和负重测量模块，所述温度测量模块的输出端与通信控制器的第一输入端连接，所述电量检测模块的输出端与通信控制器的第二输入端连接，所述电机信息采集模块的输出端与通信控制器的第三输入端连接，所述负重测量模块的输出端与通信控制器的第四输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述车架上还安装有站点信息传感模块，所述站点信息传感模块的输出端与通信控制器的第五输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述车架上还安装避障传感模块，所述避障传感模块的输出端与驱动控制器的第二输入端连接。

7.根据权利要求5所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述站点信息传感模块为编码信息读取器。

8.根据权利要求6所述的一种循迹悬浮差速运送承载机器人，其特征在于：所述避障传感模块为红外传感器或超声波感应器。