CN210591726U - 移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人 - Google Patents

移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人 Download PDF

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陶天平
张敦凤
杨茂桃
郑杰
冯文
杨武林
赵志豪
张华�
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Abstract

本实用新型公开了一种移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人，属于控制领域。移动机器人控制箱包括壳体和用于供电的电源模块，壳体上安装有依次连接的无线网桥、交换机、工控机、控制板和串口集线板及与交换机连接的激光雷达接口，与工控机连接的外预留通信接口组，分别与控制板连接的定位模块接口、CAN总线集线板、遥控接收机接口、串口集线板、控制板程序下载接口、第一传感器接口组和CAN接口，与CAN总线集线板连接的多个电机调速器，与电机调速器连接的电机接口，与串口集线板连接的第二传感器接口组，与电源模块连接的电源开关。

Description

移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人
技术领域
本实用新型涉及控制领域，具体涉及一种移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人。
背景技术
在移动机器人领域中，移动底盘是其中最核心部件，其主要由底盘机械结构和控制系统两部分组成，底盘机械结构主要起到稳固和驱动的作用，而移动底盘的通用性是十分重要的性能参数之一。
目前移动底盘在避障上，其控制系统基本使用激光雷达、超声、红外等电子器件进行障碍物的识别。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型旨在提供一种能够提升移动底盘控制系统通用性的移动机器人控制箱、移动底盘及其移动机器人。
为了达到上述发明创造的目的，本实用新型采用的技术方案为：
提供一种移动机器人控制箱，其包括壳体和用于供电的电源模块，壳体上安装有依次连接的无线网桥、交换机、工控机、控制板和串口集线板及与交换机连接的激光雷达接口，与工控机连接的外预留通信接口组，分别与控制板连接的定位模块接口、CAN总线集线板、遥控接收机接口、串口集线板、控制板程序下载接口、第一传感器接口组和CAN接口，与CAN总线集线板连接的多个电机调速器，与电机调速器连接的电机接口，与串口集线板连接的第二传感器接口组，与电源模块连接的电源开关。
进一步地，电机调速器的数量为4个，且均为无刷电机调速器。
进一步地，对外预留通信接口组包括HDMI接口，RJ45网口，USB接口和RS232接口。
进一步地，壳体外壁上安装有防撞缓冲单元。
进一步地，还包括与电源模块连接的急停开关接口。
第二方面，本方案提供一种移动底盘，其包括本方案设计的移动机器人控制箱。
第三方面，本方案还提供一种移动机器人，其包括本方案设计的移动底盘。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型基于交换机、工控机和控制板设置了激光雷达接口、定位模块接口、遥控接收机接口、对外预留通信接口组，多个电机接口、CAN接口、第一传感器接口组和第二传感器接口组，从而将所有的控制集中到一起，为通用性提供了基础。CAN接口的设置，便于用户进行功能拓展。
对外预留通信接口组，方便了用户对控制系统的状态进行测试与调试。激光雷达接口、定位模块接口和丰富的传感器接口，方便用户接入激光雷达、定位模块、超声和红外等传感器进行障碍物的识别与导航，满足普遍用户的需求。遥控接收机接口便于用户接入遥控接收机，结合配套遥控操作端实现对机器人运动的遥控。无线网桥与交换机的设置，便于将激光雷达和工控机的信息反馈至远程客户终端，同时也使得本移动机器人控制箱能够接受远程客户端的指令，从而方便了用户的管控。多个电机接口的设置方便用户根据需求设计底盘机械结构。
综上，利用本移动机器人控制箱(也即控制系统的核心框架平台)，用户可以根据需要快速组建控制系统，为用户提供了通性性强的控制系统框架平台，方便用户设计、开发和测试，进而方便被移植到不同的移动底盘，从而被移植到不同的移动机器人中。用户无需为控制系统的控制框架平台做额外的机械设计，适宜推广应用。
附图说明
图1为具体实施例中本移动机器人控制箱的结构示意图；
图2为图1另一视角的结构示意图；
图3为具体实施例中控制系统的原理框图；
图4为图3中电源模块的原理框图。
其中，1、壳体；2、遥控接收机接口；3、控制板程序下载接口；4、10芯航空插头；5、2芯航空插头；6、12芯航空插头；7、CAN接口；8、电源开关；9、充电接口；10、RS232接口；11、USB接口；12、RJ45网口；13、电源输出扩展接口；14、HDMI接口。
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做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，本领域技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1至图3所示，该移动机器人控制箱包括壳体1和用于供电的电源模块，壳体1上安装有依次连接的无线网桥、交换机、工控机、控制板和串口集线板及与交换机连接的激光雷达接口，与工控机连接的外预留通信接口组，分别与控制板连接的定位模块接口、CAN总线集线板、遥控接收机接口2、串口集线板、控制板程序下载接口3、第一传感器接口组和CAN接口，与CAN总线集线板连接的多个电机调速器，与电机调速器连接的电机接口，与串口集线板连接的第二传感器接口组，与电源模块连接的电源开关8。
各种接口位于壳体1外壁。实施时，本方案优选CAN接口的数量为2两个，电机接口、第二传感器接口组、第三传感器接口组和GPS接口均通过位于壳体 1外壁上的航空插头实现，航空插头包括10芯航空插头4个，12芯航空插头2 个。电机接口，用于接入4个M3508型直流无刷减速电机，第一传感器接口组用于接入2个以下GP2Y0A02YK0F型号的红外测距传感器，第二传感器接口组用于接入6个以下AJ-SR04M型号的一体化超声波传感器。其中一个10芯航空插头4与1个电机接口对应，1个12芯航空插头6中6芯与3个一体化超声波传感器对应(每个一体化超声波传感器占用2芯)，剩下6芯与2个红外传感器对应(每个红外传感器占用3芯)，另1个12芯航空插头6中6芯与另外3 个一体化超声波传感器对应，4芯与GPS对应，剩下2芯与外接的电源指示灯对应。红外测距传感器采集的数据反馈至控制板，一体化超声波传感器采集的数据经过串口集线板反馈至控制板。同时，2个10芯航空插头4和红外传感器对应的1个12芯航空插头6位于壳体1的第一外壁，剩余航空插头位于与第一外壁相对的第二外壁。具体连接可以将与航空插座匹配的航空插头插接后，在航空插头的另一端相应接入位于壳体1外部的硬件。
本移动机器人控制箱还包括与电源模块连接的急停开关接口，急停开关接口采用2芯航空插头5，以便用户根据需求外接急停开关，从而在电机出现失控时能够使电机立刻断电，以确保安全。另外，壳体1外壁上安装有防撞缓冲单元，以增加缓冲。
对外预留通信接口组包括HDMI接口14，2个RJ45网口122个，2个USB 接口11和2个RS232接口10。
第二方面，本方案提供一种移动底盘，其包括本方案设计的移动机器人控制箱。
实施时，无线网桥的型号为UBNTRocketM22.4GHz，交换机的型号为 keepLINK5口，工控机的型号为IBOX-180plus(I5-7000/2.5G/4G+128G)，控制板为RoboMaster开发板套件，串口集线板为TELESKY2.54MM间距单排针，遥控接收机和和遥控操作端为RoboMaster遥控器套装，激光雷达的型号为 LMS141-15100，CAN总线集线板的型号为M3508，电机为4个，其型号为M3508 直流无刷减速电机，定位模块为GPS模块，其型号为M8N。
如图4所示，电源模块包括可充电电池以及分别与可充电电池连接的第一电源转换器、第二电源转换器和充电接口9。具体地，可充电电池为弘孚电池 (24V/20AH)，第一电源转换器为24-5V3A(XW-1224-5)，第二电源转换器为24-12V3A(XW-1224-5)。同时，本移动机器人控制箱还包括与分别与可充电电池、第一电源转换器和第二电源转换器连接的电源输出扩展接口13，其为 GX16型6芯航空插座，应用时，在6芯航空插座上插接6芯航空插头后，在6 芯航空插头的另一端对应外接3个2芯DC电源头从而实现24V、12V和5V电源的取电。
第三方面，本方案还提供一种移动机器人，其包括本方案设计的移动底盘。

Claims (7)

1.移动机器人控制箱，其特征在于，包括壳体(1)和用于供电的电源模块，所述壳体(1)上安装有依次连接的无线网桥、交换机、工控机、控制板和串口集线板及与所述交换机连接的激光雷达接口，与所述工控机连接的对外预留通信接口组，分别与所述控制板连接的定位模块接口、CAN总线集线板、遥控接收机接口(2)、串口集线板、控制板程序下载接口(3)、第一传感器接口组和CAN接口，与所述CAN总线集线板连接的多个电机调速器，与所述电机调速器连接的电机接口，与所述串口集线板连接的第二传感器接口组，与所述电源模块连接的电源开关(8)。
2.根据权利要求1所述的移动机器人控制箱，其特征在于，所述电机调速器的数量为4个，且均为无刷电机调速器。
3.根据权利要求1所述的移动机器人控制箱，其特征在于，所述对外预留通信接口组包括HDMI接口(14)，RJ45网口(12)，USB接口(11)和RS232接口(10)。
4.根据权利要求1所述的移动机器人控制箱，其特征在于，所述壳体(1)外壁上安装有防撞缓冲单元。
5.根据权利要求1-4任一所述的移动机器人控制箱，其特征在于，还包括与电源模块连接的急停开关接口。
6.移动底盘，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的移动机器人控制箱。
7.移动机器人，其特征在于，包括权利要求6所述的移动底盘。
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