CN2595536Y

CN2595536Y - 自动行走机器人

Info

Publication number: CN2595536Y
Application number: CN 03201639
Authority: CN
Inventors: 孙强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2013-01-07

Abstract

涉及一种自动行走机器人。包括机械驱动和电子方向控制装置。驱动装置设前桥转向机构、后桥驱动与差速机构和基板。电子方向控制装置设光电传感器、光源和控制电路，传感器与控制电路输入端连接，输出端接前转向电机。采用模块化结构，每个模块完成一个独立功能，遇有故障可在现场快速更换。可根据路径信号轨迹的情况自动判断行走方向，线路简单可靠、成本低廉。放大电路工作点、光源亮度、传感器灵敏度独立可调，可适应各种环境和光照条件。利用传感器随受光强度改变电阻的原理，通过调整电阻使开关管工作在截止和开关状态，控制前桥转向电机转向方向，通过连杆驱动前转向桥完成方向控制。驱动力矩小，工作平稳，转向灵活。

Description

自动行走机器人

(1)技术领域

本实用新型涉及一种机械手，尤其是一种自动行走机器人。

(2)背景技术

机械手的控制方式可采用线控、无线电遥控、PLC编程控制等，可通过手柄、脚操纵等控制装置或敏感装置等实现其控制。数字控制技术对于不同信号轨迹要专门编程，且结构复杂、成本较高。

(3)发明内容

本实用新型旨在提供一种能自己根据路径信号轨迹自动判断行走方向而实现自动控制的机器人。

本实用新型的另一目的是机器人的信号放大电路工作点、光源亮度、传感器灵敏度等可全部独立可调，可适应各种环境和光照条件，线路简单，成本低廉。

自动行走机器人包括机械驱动装置和电子方向控制装置。

机械驱动装置设有前桥转向机构、后桥驱动与差速机构和基板，前桥转向机构包括前转向电机、转向盘、前转向轮、转向连杆、转向轮轴、传感器挂架，转向盘接于转向电机机轴上，转向连杆两端分别接转向盘和转向轮轴，转向轮轴接前转向轮，传感器挂架与转向轮轴连接；后桥驱动与差速机构包括主驱动电机、主动轮、配电板和主驱动电机开关，主动轮与主驱动电机机轴连接，配电板接主驱动电机和主驱动电机开关；前桥转向机构和后桥驱动差速机构均设于基板上。主动轮采用差速轮。

电子方向控制装置设有光电传感器、光源和控制电路，光电传感器设于传感器挂架上，光电传感器与控制电路的信号放大器输入端连接，信号放大器的输出端接前转向电机，光源为发光二极管。

对机械传动部分，前桥转向采用含油轴承，后桥驱动采用滚珠轴承，以保证运行自如。

所说的光电传感器可设电位器调整电路，以调整光电传感器的灵敏度。

所说的光源可设光源亮度电位器，以调整发光二极管的发光亮度。

本实用新型采用模块化结构设计，每个模块完成一个独立功能，遇有故障可在现场快速更换。

电子方向控制部分采用模拟控制器，可根据路径信号轨迹的情况自动判断行走方向，线路简单可靠、成本低廉。信号放大电路工作点、光源亮度、传感器灵敏度等全部独立可调，可适应各种环境和光照条件。利用行走机器人前桥两侧的半导体光电传感器随受光强度改变电阻的原理，通过调整微调电阻使开关晶体管工作在截止和开关两种状态，控制前桥转向电机转向方向，通过连杆驱动前转向桥完成方向控制。

机械传动部分：前桥转向采用含油轴承，后桥驱动采用滚珠轴承，保证运行自如。在设计时考虑到转变时内外驱动轮转速的不同而采用了差速轮，并以海绵轮胎减震，驱动力矩小，工作平稳，转向灵活。

使用方法：

1、跑道基板可使用各种白色平面材料，广告帖字用的KT白板效果很好。

2、信号路径轨迹使用深色带，或用黑色材料直接描绘。

3、起步与行走：置机器人于跑道上，信号轨迹位于前桥两个光电传感器之间。打开前桥左右传感器光源的两个开关，传感器的光源开始发光，控制板上的发光二极管熄灭表示基本正常。最后打开驱动电机行走开关，机器人开始行走。

4、控制板上电位器的调节：

1)信号前置放大器偏置电位器调整信号放大增益。

2)光电传感器电位器调整光电传感器灵敏度。

3)光源亮度电位器调整发光二极管发光强度。

(4)附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的控制电路原理图。

(5)具体实施方式

如图1所示，自动行走机器人设有前转向电机M1与M2、转向盘3、前转向轮4、转向连杆5、转向轮轴6、传感器挂架7、光电传感器A、主驱动电机M8、主动轮9、主驱动电机开关10、配电板11、主控制板12、供电板13和基板14。转向盘3设于前转向电机M1与M2的机轴上，转向连杆5的两端接转向盘和转向轮轴，转向轮轴接前转向轮和传感器挂架，光电传感器设于传感器挂架上。主驱动电机接主动轮，主驱动电机开关接配电板与主驱动电机。主控制板和供电板设于基板上。

参见图2，本实用新型的核心控制部分是半导体光电传感器A，利用半导体光电传感器根据受光强度的大小改变其电阻的原理，将光源(发光二极管)和光敏二极管放在一块电路板上，在白色路面上用深色电工胶带贴出机器人的路径信号轨迹，白色表面因光线的全反射使光敏二极管呈现低阻，而在机器人移动轨迹要转弯处，由于深色路径表面光线被吸收而使光敏二极管呈现高阻。根据光感强度反映出电阻的不同，用工作于开关状态的三极管控制舵机电机的转向，使机器人时刻在道路信号轨迹上运行。光电传感器设有灵敏度调节电位器R1、R2。光源U1、U2设亮度电位器R3、R4。控制电路的信号放大器采用三极管放大电路Q1(9013型)、Q2(8050型)、Q3(9013型)、Q4(8050型)，由偏置电位器R5、R6调整信号放大增益，其输入端接传感器，输出端接前转向电机M1、M2。供电板13为电机M1、M2、M8和控制电路供电。

Claims

1、自动行走机器人，其特征在于包括机械驱动装置和电子方向控制装置；机械驱动装置设有前桥转向机构、后桥驱动与差速机构和基板，前桥转向机构包括前转向电机、转向盘、前转向轮、转向连杆、转向轮轴、传感器挂架，转向盘接于转向电机机轴上，转向连杆两端分别接转向盘和转向轮轴，转向轮轴接前转向轮，传感器挂架与转向轮轴连接；后桥驱动与差速机构包括主驱动电机、主动轮、配电板和主驱动电机开关，主动轮与主驱动电机机轴连接，配电板接主驱动电机和主驱动电机开关；前桥转向机构和后桥驱动差速机构均设于基板上；电子方向控制装置设有光电传感器、光源和控制电路，光电传感器设于传感器挂架上，光电传感器与控制电路的信号放大器输入端连接，信号放大器的输出端接前转向电机。

2、如权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于主动轮采用差速轮。

3、如权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于电子方向控制装置的光源采用发光二极管。

4、如权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于所说的光电传感器设电位器调整电路。

5、如权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于所说的光源设光源亮度电位器。