CN206757039U - 一种用于巡检机器人的超声波测距装置 - Google Patents
一种用于巡检机器人的超声波测距装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于巡检机器人的超声波测距装置，其包括有主控制器模块、超声波测距模块、云台装置以及驱动电机，所述的超声波测距模块安装于所述云台装置上，所述超声波测距模块通过导电滑环与所述主控制器模块连接，所述的驱动电机与所述云台装置连接，所述的主控制器通过串口连接线与驱动电机以及超声波测距模块进行通信连接。将本实用新型应用于巡检机器人上，使得巡检机器人可进行360度全方位测距，实现地图绘制和自动避障等功能，并具有应用成本低、应用范围广、实用性强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声波测距装置，尤其涉及一种用于巡检机器人的超声波测距装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展,诞生了各种机器人,其中巡检机器人作为可以代替工人对特定场所进行巡检得到了不错的发展。但是，若机器人的自身位置的定不准确，则无法进行地图的绘制和规划,这对于机器人来说就像无头苍蝇乱转。目前，机器人的发展虽迅速，但其自身位置定位还是一大难点，一些机器人上应用激光测距来进行自身的定位，但激光测距的成本较高高且技术复杂，因而导致其实用性不强。
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种用于巡检机器人的超声波测距装置，将该超声波测距装置应用于巡检机器人上，使得巡检机器人可进行360度全方位测距，实现地图绘制和自动避障等功能，并具有应用成本低、应用范围广、实用性强等优点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种用于巡检机器人的超声波测距装置，所述超声波测距装置包括有主控制器模块、超声波测距模块、云台装置以及驱动电机，所述的超声波测距模块安装于所述云台装置上，所述超声波测距模块通过导电滑环与所述主控制器模块连接，所述的驱动电机与所述云台装置连接，所述的主控制器通过串口连接线与驱动电机以及超声波测距模块进行通信连接。
优选地，所述驱动电机为步进电机。
较佳地，所述超声波测距模块中的超声波测距电路包括有超声波发射电路和超声波接收电路；所述超声波发射电路包括超声波发射头、三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述的超声波发射头的正接线端通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，所述的超声波发射头的负接线端接地，三极管Q1的集电极通过与电源VCC连接，三极管的基极作为超声波发射电路的输入端，三极管的集电极作为超声波发射电路的输出端；所述超声波接收电路包括依次连接的超声波发射头、第一运放电路以及第二运放电路，所述超声波发射头作为超声波接收电路的输入端，第二运放电路中的信号输出端作为超声波接收电路的输出端。
与现有技术相比，本实用新型提供的用于巡检机器人的超声波测距装置，其具有结构简单，安装方便，成本低，应用范围广以及实用性强等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例中所述超声波测距装置的装置结构示意框图。
图2是本实用新型实施例中所述超声波发射电路的具体电路结构图。
图3是本实用新型实施例中所述超声波接收电路的具体电路结构图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图1所示，一种用于巡检机器人的超声波测距装置，所述超声波测距装置包括有主控制器模块、超声波测距模块、云台装置以及驱动电机，所述的超声波测距模块安装于所述云台装置上，所述超声波测距模块通过导电滑环与所述主控制器模块连接，所述的驱动电机与所述云台装置连接，所述的主控制器通过串口连接线与驱动电机以及超声波测距模块进行通信连接。其中，所述驱动电机优选为步进电机。
在其中一个优选的实施例中，所述超声波测距模块中的超声波测距电路包括有超声波发射电路和超声波接收电路。如附图2所示，所述超声波发射电路包括超声波发射头、三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述的超声波发射头的正接线端通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，所述的超声波发射头的负接线端接地，三极管Q1的集电极通过与电源VCC连接，三极管的基极作为超声波发射电路的输入端，三极管的集电极作为超声波发射电路的输出端。
如附图3所示，所述超声波接收电路包括依次连接的超声波发射头、第一运放电路以及第二运放电路，所述超声波发射头作为超声波接收电路的输入端，第二运放电路中的信号输出端作为超声波接收电路的输出端。其中，第一运放电路包括运算放大器AR1，电阻R3、R4、R5、R7，电容C1、C2、C3；第二运放电路包括运算放大器AR2，电阻R4、R6、R8，电容C2、C4、C5。本实施例中，电阻R4与电容C2组成的RC滤波为第一运放电路与第二运放电路共用。所述超声波接收电路各电子元件的连接关系如附图3所示，在此不再详述。
以下对本实施例提供的超声波测距装置的工作原理或工作过程作简要的说明：
所述的超声波测距模块是测量数据、实现测距的关键，该超声波测距模块通过串口连接线与主控制器模块连接，控制系统控制通过控制超声波测距模块中的超声波发射头发送相应频率(本实施例为40khz)的超声波，通过检测回波返回时间，从而可计算出返回距离，完成测距的功能。所述的云台装置用于安装超声波模块，该云台装置可进行360度旋转，以便应用该超声波测距装置的巡检机器人可实现360度的全方位的测距。所述步进电机与云台装置连接，通过步进电机的旋转带动云台装置转动，所述主控制器模块通过串口连接线与步进电机进行通信连接，因此主控制器模块可通过控制步进电机来实现控制云台装置的转动距离及转动频率，从而使得超声波测距模块测量指定方位角的距离。其中，为了防止超声波测距模块的数据线在旋转过程中缠绕在一起，超声波测距模块通过导电滑环与主控制器模块连接进行连接。通过所述导电滑环，即可以有效防止数据线在旋转过程中缠绕在一起，并可将超声波测距模块测得的数据稳定地传输至主控制器模块中，从而使得所述超声波测距装置的工作更加稳定可靠，测量数据更加准确。所述的导电滑环采用现有技术中的导电滑环的结构，在此不再对导电滑环的具体结构和应用原理进行赘述。
将本实施例提供的超声波测距装置应用于巡检机器人中，可使得巡检机器人方便可靠地进行测距、实现地图绘制和自动避障等功能，且该超声波测距装置具有结构简单，安装方便，成本低，应用范围广(可应用于多种场景下的巡检机器人)实用性强等优点。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于巡检机器人的超声波测距装置，其特征在于：所述超声波测距装置包括有主控制器模块、超声波测距模块、云台装置以及驱动电机，所述的超声波测距模块安装于所述云台装置上，所述超声波测距模块通过导电滑环与所述主控制器模块连接，所述的驱动电机与所述云台装置连接，所述的主控制器通过串口连接线与驱动电机以及超声波测距模块进行通信连接。
2.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征在于：所述驱动电机为步进电机。
3.根据权利要求2所述的超声波测距装置，其特征在于：所述超声波测距模块中的超声波测距电路包括有超声波发射电路和超声波接收电路。
4.根据权利要求3所述的超声波测距装置，其特征在于：所述超声波发射电路包括超声波发射头、三极管Q1、电阻R1和电阻R2，所述的超声波发射头的正接线端通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，所述的超声波发射头的负接线端接地，三极管Q1的集电极通过与电源VCC连接，三极管的基极作为超声波发射电路的输入端，三极管的集电极作为超声波发射电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的超声波测距装置，其特征在于：所述超声波接收电路包括依次连接的超声波发射头、第一运放电路以及第二运放电路，所述超声波发射头作为超声波接收电路的输入端，第二运放电路中的信号输出端作为超声波接收电路的输出端。
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