CN207730937U - 一种机器人外接红外线复眼传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种机器人外接红外线复眼传感器，属于机器人传感器技术领域。所述传感器包括数据采集芯片、多个红外线发射管、多个红外线接收管和KF2510‑4P接口，红外线复眼传感器还包括至少一个用于固定所述红外线复眼传感器的固定孔。通过实施本实用新型，红外线复眼传感器通过KF2510连接线或杜邦线可方便连接至主控制器上，可以它可以追踪20厘米范围内物体的移动。

Description

一种机器人外接红外线复眼传感器

技术领域

本实用新型涉及一种机器人外接红外线复眼传感器，属于机器人传感器技术领域。

背景技术

红外线(指中、远红外线)不受周围可见光的影响，故可在昼夜进行测量。红外线技术在机器人领域应用广泛，主要包括距离检测、避障、寻线、通讯等诸多方向。运用红外线的这种原理制造的传感器称为红外传感器，它是一种基于光电效应的接近觉传感器。红外传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，具有灵敏度高，响应快等优点。

对于普通红外传感器，其红外发射管与红外接收管只有一对，只能检测一个方向上障碍物的距离，因而对障碍物的辨别会受到红外传感器的安装位置、安装角度等的限制。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有红外传感器的安装位置和角度影响障碍物辨别的技术问题，提出了一种机器人外接红外线复眼传感器，所采取的技术方案如下：

一种机器人外接红外线复眼传感器，所述传感器包括数据采集芯片100、多个红外线发射管101、多个红外线接收管102和KF2510-4P接口103；所述数据采集芯片100的数据信号输出端与所述KF2510-4P接口103的数据信号输入端相连；所述数据采集芯片100的数据信号输入端分别与所述外线发射管101和红外线接收管102的数据信号输出端相连。

进一步地，所述传感器采用8个红外线接收管102；所述8个红外线接收管102以两个红外线接收管102为一组红外线接收管组，共形成四组红外线接收管组；所述四组红外线接收管组均设置于矩形传感器信息采集端表面上，并分别靠近于矩形传感器信息采集端表面的上边沿、右边沿、下边沿和左边沿；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面上边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第1引脚连接相连，并通过电阻R1与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面下边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第3引脚连接相连，并通过电阻R3与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面左边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第4引脚连接相连，并通过电阻R4与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面右边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第2引脚连接相连，并通过电阻R2与电路接地线相连。

进一步地，所述传感器包括4个红外线发射管101，所述4个红外线发射管101成一字型设置于所述矩形传感器信息采集端表面的中心位置上。

进一步地，所述4个红外线发射管101分别采用红外线发射管D9、红外线发射管D10、红外线发射管D11和红外线发射管D12；

所述红外线发射管D9的正极通过电阻R5与供电电源的供电端相连，所述红外线发射管101D9的负极与所述红外发射管D10的正极相连；所述红外线发射管D10的负极分别与所述红外线发射管D12的负极和NPN型三极管Q1的集电极相连；所述红外线发射管D11的正极通过电阻R6与供电电源的供电端相连；所述红外线发射管D11的负极与所述红外线发射管D12的正极相连；所述红外线发射管D12的负极分别与所述红外线发射管D10的负极和所述NPN型三极管Q1的集电极相相连，所述NPN型三极管Q1的基极通过电阻R7与供电电源的供电端相连，所述NPN型三极管Q1的发射极与电路接地线相连。

进一步地，所述数据采集芯片100的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第12引脚和第13引脚均与电路接地线相连；所述数据采集芯片100的第9引脚和第10引脚分别与所述KF2510-4P接口的第3引脚和第4引脚相连；所述数据采集芯片100的第16引脚与供电电源的供电端相连，并通过电容C22与电路接电线相连。

进一步地，所述KF2510-4P的第1引脚与外部电源的供电端相连；所述KF2510-4P的第2引脚与接地线相连。

进一步地，所述传感器还包括至少一个用于固定所述红外线复眼传感器的固定孔。

进一步地，所述数据采集芯片100采用PCF8591T芯片。

本实用新型有益效果：

本实用新型提出的红外传感器利用多个(两个以上)红外发射管和红外接收管，按照次序规律排列，进而使障碍物的辨别不会因为红外传感器的安装位置和安装角度而受到限制。本实用新型提出的红外传感器能够有效提高障碍物辨别的准确性，减少因红外传感器的安装位置和安装角度而产生的障碍物辨别的局限性。

附图说明

图1为本实用新型所述传感器息采集端表面结构示意图。

图2为本实用新型所述传感器电路焊接表面结构示意图。

图3为本实用新型所述红外线接收管电路结构示意图。

图4为本实用新型所述红外线发射管电路结构示意图。

图5为本实用新型所述数据采集芯片电路结构示意图。

图6为本实用新型所述KF2510-4P接口电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。

实施例1：

一种机器人外接红外线复眼传感器，如图1所示，所述传感器包括数据采集芯片100、多个红外线发射管101、多个红外线接收管102和KF2510-4P接口103；所述数据采集芯片100的数据信号输出端与所述KF2510-4P接口103的数据信号输入端相连；所述数据采集芯片100的数据信号输入端分别与所述外线发射管101和红外线接收管102的数据信号输出端相连。所述多个红外线发射管101、多个红外线接收管102设置于矩形传感器信息采集端表面上；所述数据采集芯片100设置于矩形传感器电路焊接表面上。

如图1所示，所述传感器采用8个红外线接收管102；所述8个红外线接收管102以两个红外线接收管102为一组红外线接收管组，共形成四组红外线接收管组；所述四组红外线接收管组均设置于矩形传感器信息采集端表面上，并分别靠近于矩形传感器信息采集端表面的上边沿、右边沿、下边沿和左边沿。

设置于所述矩形传感器信息采集端表面上边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第1引脚连接相连，并通过电阻R1与电路接地线相连；设置于所述矩形传感器信息采集端表面下边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第3引脚连接相连，并通过电阻R3与电路接地线相连；设置于所述矩形传感器信息采集端表面左边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第4引脚连接相连，并通过电阻R4与电路接地线相连；设置于所述矩形传感器信息采集端表面右边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管102的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片100的第2引脚连接相连，并通过电阻R2与电路接地线相连。

上述多个红外线接收管的电路结构如图3所示，具体的，红外线接收管包含上、下左、右四部分，其中上部分包含红外线接收管D1与红外线接收管D5，下部分包含红外线接收管D3与红外线接收管D7，左部分包含红外线接收管D4与红外线接收管D8，右部分包含红外线接收管D2与红外线接收管D6。

红外线接收管D1的负极与红外线接收管D5的负极共同连接供电电源，红外线接收管D1的正极与红外线接收管D5的正极共同与数据采集芯片的第1引脚连接、通过电阻R1接地；红外线接收管D3的负极与红外线接收管D7的负极共同连接供电电源，红外线接收管D3的正极与红外线接收管D7的正极共同与数据采集芯片的第3引脚连接、通过电阻R3接地；红外线接收管D4的负极与红外线接收管D8的负极共同连接供电电源，红外线接收管D4的正极与红外线接收管D8的正极共同与数据采集芯片的第4引脚连接、通过电阻R4接地；红外线接收管D2的负极与红外线接收管D6的负极共同连接供电电源，红外线接收管D2的正极与红外线接收管D6的正极共同与数据采集芯片的第2引脚连接、通过电阻R2接地。

如图1所示，所述传感器包括4个红外线发射管101，所述4个红外线发射管101成一字型设置于所述矩形传感器信息采集端表面的中心位置上。

所述4个红外线发射管101的电路结构如图4所示，所述4个红外线发射管101分别采用红外线发射管D9、红外线发射管D10、红外线发射管D11和红外线发射管D12；所述红外线发射管D9的正极通过电阻R5与供电电源的供电端相连，所述红外线发射管101D9的负极与所述红外发射管D10的正极相连；所述红外线发射管D10的负极分别与所述红外线发射管D12的负极和NPN型三极管Q1的集电极相连；所述红外线发射管D11的正极通过电阻R6与供电电源的供电端相连；所述红外线发射管D11的负极与所述红外线发射管D12的正极相连；所述红外线发射管D12的负极分别与所述红外线发射管D10的负极和所述NPN型三极管Q1的集电极相相连，所述NPN型三极管Q1的基极通过电阻R7与供电电源的供电端相连，所述NPN型三极管Q1的发射极与电路接地线相连。

如图5和图6所示，所述数据采集芯片100的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第12引脚和第13引脚均与电路接地线相连；所述数据采集芯片100的第9引脚和第10引脚分别与所述KF2510-4P接口的第3引脚和第4引脚相连；所述数据采集芯片100的第16引脚与供电电源的供电端相连，并通过电容C22与电路接电线相连。所述KF2510-4P的第1引脚与外部电源的供电端相连；所述KF2510-4P的第2引脚与接地线相连。所述传感器还包括至少一个用于固定所述红外线复眼传感器的固定孔。所述数据采集芯片100采用PCF8591T芯片。

上述所提到的供电电源均采用5V供电电源。

本实施例提出的红外传感器，其所包含的红外线接收管分为上、下、左、右4个组，每组由2个红外线接收管组成，红外发射管发射出红外线照射在目标物体上，每组红外线接收管能够接收到目标物体发射回的红外线，根据红外线接收管所接受到红外线的强度不同，能够计算出各组红外线接收管与被测物体间的距离，利用空间几何知识，就可以判断出被测物体的距离、方位。红外线复眼传感器在普通红外传感器的基础上，利用昆虫复眼的仿生学原理，将多个红外线发射管与红外线接收管按照一定次序规律排列，从而实现对空间中障碍物方位的准确识别。

本实用新型仅针对红外传感器的结构构造进行改进，对于红外传感器自身涉及的软件部分以及相关的障碍物辨别方法均为本利于常用辨别方法，或本领域技术人员根据所选芯片型号以相关芯片说明书、编程书籍及手册等现有材料，依据现有编程手段和数据处理方法即可实现，本实施例不对此内容进行赘述。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述传感器包括数据采集芯片(100)、多个红外线发射管(101)、多个红外线接收管(102)和KF2510-4P接口(103)；所述数据采集芯片(100)的数据信号输出端与所述KF2510-4P接口(103)的数据信号输入端相连；所述数据采集芯片(100)的数据信号输入端分别与所述红外线发射管(101)和红外线接收管(102)的数据信号输出端相连。

2.根据权利要求1所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述传感器采用8个红外线接收管(102)；所述8个红外线接收管(102)以两个红外线接收管(102)为一组红外线接收管组，共形成四组红外线接收管组；所述四组红外线接收管组均设置于矩形传感器信息采集端表面上，并分别靠近于矩形传感器信息采集端表面的上边沿、右边沿、下边沿和左边沿；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面上边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管(102)的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片(100)的第1引脚相连，并通过电阻R1与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面下边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管(102)的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片(100)的第3引脚相连，并通过电阻R3与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面左边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管(102)的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片(100)的第4引脚相连，并通过电阻R4与电路接地线相连；

设置于所述矩形传感器信息采集端表面右边沿的一组红外线接收管组中包含的两个红外线接收管(102)的负极均与所述传感器的供电电源的供电端相连，正极均与所述数据采集芯片(100)的第2引脚相连，并通过电阻R2与电路接地线相连。

3.根据权利要求2所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述传感器包括4个红外线发射管(101)，所述4个红外线发射管(101)成一字型设置于所述矩形传感器信息采集端表面的中心位置上。

4.根据权利要求3所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述4个红外线发射管(101)分别采用红外线发射管D9、红外线发射管D10、红外线发射管D11和红外线发射管D12；

所述红外线发射管D9的正极通过电阻R5与供电电源的供电端相连，所述红外线发射管(101)D9的负极与所述红外线发射管D10的正极相连；所述红外线发射管D10的负极分别与所述红外线发射管D12的负极和NPN型三极管Q1的集电极相连；所述红外线发射管D11的正极通过电阻R6与供电电源的供电端相连；所述红外线发射管D11的负极与所述红外线发射管D12的正极相连；所述红外线发射管D12的负极分别与所述红外线发射管D10的负极和所述NPN型三极管Q1的集电极相相连，所述NPN型三极管Q1的基极通过电阻R7与供电电源的供电端相连，所述NPN型三极管Q1的发射极与电路接地线相连。

5.根据权利要求1所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述数据采集芯片(100)的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第12引脚和第13引脚均与电路接地线相连；所述数据采集芯片(100)的第9引脚和第10引脚分别与所述KF2510-4P接口的第3引脚和第4引脚相连；所述数据采集芯片(100)的第16引脚与供电电源的供电端相连，并通过电容C22与电路接电线相连。

6.根据权利要求1所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述KF2510-4P的第1引脚与外部电源的供电端相连；所述KF2510-4P的第2引脚与接地线相连。

7.根据权利要求1所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述传感器还包括至少一个用于固定所述红外线复眼传感器的固定孔。

8.根据权利要求1所述的机器人外接红外线复眼传感器，其特征在于，所述数据采集芯片(100)采用PCF8591T芯片。