CN206147339U - 一种自主越障机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自主越障机器人行走机构，包括行走轮、核心控制器和上位机，行走轮的轴心中穿接有传动轴，传动轴的另一端连接有行走电机，行走轮的轮轴上固定安装有超声波测距装置，超声波测距装置包括超声波发射器、超声波接收器和电子计时器；核心控制器连接有数据采集器、数据存储器和无线通信模块，无线通信模块包括调制解调器和GPRS收发器；行走轮上还安装有转速传感器；核心控制器还连接有变频器，变频器的输出端连接到行走电机的驱动端；行走轮的轮轴上端连接有行走轮支架，行走电机通过法兰固定在行走轮支架的顶端；传动轴上还套接有定位法兰。本装置能够精准地实现障碍物规避，自动调速远程控制。

Description

一种自主越障机器人行走机构

技术领域

本实用新型涉及机器人结构技术领域，具体为一种自主越障机器人行走机构。

背景技术

众所周知，机器人是一个高度集成化的机电产品，煤矿救援机器人能否顺利地进入灾区并很好地进行搜救工作取决于很多方面的因素。其中，行走机构应当作为首要因素进行考虑。因为煤矿事故发生后，机器人所面对的环境十分复杂，机器人行走机构的性能决定了其能否顺利进入灾区。考虑到煤矿灾后的环境特点，机器人的行走结构应当具备环境适应性强，事故率低等特点。但现有的摇臂式行走机构整个结构复杂，增加了机器人自身的故障率，同时通过摇杆操作，机器人前后摆臂的配合问题较难解决。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种自主越障机器人行走机构，结构简单，故障率低，能够自动避障调速，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自主越障机器人行走机构，包括行走轮、核心控制器和上位机，所述行走轮的轴心中穿接有传动轴，传动轴的另一端连接有行走电机，所述行走轮的轮轴上固定安装有超声波测距装置，所述超声波测距装置包括超声波发射器、超声波接收器和电子计时器，所述超声波发射器的控制端连接到核心控制器，电子计时器的开关端连接有触发器，触发器的另一端连接到核心控制器的电平输出端口；所述核心控制器连接有数据采集器、数据存储器和无线通信模块，所述无线通信模块包括调制解调器和GPRS收发器，所述GPRS收发器与上位机进行无线通信；所述行走轮上还安装有转速传感器，转速传感器的另一端连接到数据采集器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述核心控制器采用STM32内核的ARM3系列嵌入式处理器，且核心控制器还连接有变频器，变频器的输出端连接到行走电机的驱动端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述行走轮的轮轴上端通过钢条连接有行走轮支架，所述行走电机通过法兰固定在行走轮支架的顶端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述行走电机的轴心通过插销连接在传动轴上，且传动轴靠近行走电机的一段还套接有定位法兰。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该自主越障机器人行走机构，通过设置超声波测距装置，并且将整个装置安装在行走轮轴心上，能够随着行走轮转动，实现全方位检测，有效探测障碍物；设置无线通信模块，实现无线数据传输和远程控制，避免缆线束缚，提高整体灵活性；设置转速传感器和变频器，构成闭环反馈调节，从而提高控制精确度；本实用新型结构简单，故障率低，能够自动避障调速，灵活性好。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路结构示意图。

图中：1-行走轮；2-核心控制器；3-传动轴；4-行走电机；5-超声波测距装置；6-超声波发射器；7-超声波接收器；8-电子计时器；9-触发器；10-数据采集器；11-数据存储器；12-无线通信模块；13-调制解调器；14-GPRS收发器；15-上位机；16-转速传感器；17-变频器；18-行走轮支架；19-插销；20-定位法兰。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种自主越障机器人行走机构，包括行走轮1、核心控制器2和上位机15，所述行走轮1的轴心中穿接有传动轴3，传动轴3的另一端连接有行走电机4，所述行走轮1的轮轴上固定安装有超声波测距装置5，所述超声波测距装置5包括超声波发射器6、超声波接收器7和电子计时器8，所述超声波发射器6的控制端连接到核心控制器2，电子计时器8的开关端连接有触发器9，触发器9的另一端连接到核心控制器2的电平输出端口；所述核心控制器2连接有数据采集器10、数据存储器11和无线通信模块12，所述无线通信模块12包括调制解调器13和GPRS收发器14，所述GPRS收发器14与上位机15进行无线通信；所述行走轮1上还安装有转速传感器16，转速传感器16的另一端连接到数据采集器10；

所述核心控制器2采用STM32内核的ARM3系列嵌入式处理器，且核心控制器2还连接有变频器17，变频器17的输出端连接到行走电机4的驱动端；所述行走轮1的轮轴上端通过钢条连接有行走轮支架18，所述行走电机4通过法兰固定在行走轮支架18的顶端；所述行走电机4的轴心通过插销19连接在传动轴3上，且传动轴3靠近行走电机4的一段还套接有定位法兰20。

本实用新型的工作原理：所述行走轮1为主要行走机构，可以多个组合安装在行走轮支架18上，所述插销19用于连接行走电机4和传动轴3，所述定位法兰20用于控制行走轮1的前进方向，所述核心控制器2用于控制是实现自动避障；所述传动轴3通过行走电机4的驱动带动行走轮1转动；所述超声波测距装置5用于测量障碍物距离，所述核心控制器2用于输出高电平到触发器9，通过触发器9启动电子计时器8，同时触发超声波发射器6，超声波发射器6发出超声波，超声波遇上障碍物后反弹，超声波接收器7接收到反射信号后停止计时，电子计时器8的计量数据发送回核心控制器2，所述核心控制器2将收集到的时间信号，通过内置程序转换成距离数据，并通过无线通信模块12传输到上位机15，其中调制解调器13将数据进行调制，转换成IP数据，再通过GPRS收发器14进行发送到上位机15，上位机15对障碍物位置进行分析，在发送相应调制指令到核心控制器2；所述转速传感器16测量行动轮1转速，且将转速数据发送至数据采集器10，数据采集器10将模拟数据转换成数字信号后再送入核心控制器2，核心控制器2将输出信号到变频器17，通过变频器17改变行走电机4的转速。

该自主越障机器人行走机构，通过设置超声波测距装置5，并且将整个装置安装在行走轮1轴心上，能够随着行走轮1转动，实现全方位检测，有效探测障碍物；设置无线通信模块12，实现无线数据传输和远程控制，避免缆线束缚，提高整体灵活性；设置转速传感器16和变频器17，构成闭环反馈调节，从而提高控制精确度；本实用新型结构简单，故障率低，能够自动避障调速，灵活性好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自主越障机器人行走机构，包括行走轮(1)、核心控制器(2)和上位机(15)，所述行走轮(1)的轴心中穿接有传动轴(3)，传动轴(3)的另一端连接有行走电机(4)，其特征在于：所述行走轮(1)的轮轴上固定安装有超声波测距装置(5)，所述超声波测距装置(5)包括超声波发射器(6)、超声波接收器(7)和电子计时器(8)，所述超声波发射器(6)的控制端连接到核心控制器(2)，电子计时器(8)的开关端连接有触发器(9)，触发器(9)的另一端连接到核心控制器(2)的电平输出端口；所述核心控制器(2)连接有数据采集器(10)、数据存储器(11)和无线通信模块(12)，所述无线通信模块(12)包括调制解调器(13)和GPRS收发器(14)，所述GPRS收发器(14)与上位机(15)进行无线通信；所述行走轮(1)上还安装有转速传感器(16)，转速传感器(16)的另一端连接到数据采集器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种自主越障机器人行走机构，其特征在于：所述核心控制器(2)采用STM32内核的ARM3系列嵌入式处理器，且核心控制器(2)还连接有变频器(17)，变频器(17)的输出端连接到行走电机(4)的驱动端。

3.根据权利要求1所述的一种自主越障机器人行走机构，其特征在于：所述行走轮(1)的轮轴上端通过钢条连接有行走轮支架(18)，所述行走电机(4)通过法兰固定在行走轮支架(18)的顶端。

4.根据权利要求1所述的一种自主越障机器人行走机构，其特征在于：所述行走电机(4)的轴心通过插销(19)连接在传动轴(3)上，且传动轴(3)靠近行走电机(4)的一段还套接有定位法兰(20)。