无轨导航机器人控制设备的制作方法

本实用新型涉及机器人控制设备领域，尤其是涉及一种无轨导航机器人控制设备。

背景技术：

随着工业4.0技术、机器人技术的蓬勃发展，还有大众创新、万众创业，做机器人的企业越来越多，特别是服务机器人领域。为此急需一种智能程度高、功能丰富、性能强的机器人底盘控制系统。

现有的机器人控制系统一般只设置驱动系统，然后通过驱动系统控制机器人的行走和停止，而且很多机器人都需要轨道来定位机器人行走的路线，导致机器人活动范围有限，且制造成本高，使用的灵活性差。此外，机器人活动过程中容易撞上障碍物，损坏机器人。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种能避免撞上障碍物，保证移动准确性的无轨导航机器人控制设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种无轨导航机器人控制设备，机器人具有机械行走机构，所述无轨导航机器人控制设备包括连接机械行走机构的行走驱动装置，还包括主控装置、可读取机器人当前所处位置的导航装置及可检测机器人前进方向是否存在障碍物的避障装置；该导航装置、避障装置及行走驱动装置均连接主控装置。使用时，主控装置通过导航装置实时读取机器人当前所处的位置，确定机器人的前进方向；保证机器人位置移动的准确性； 主控装置通过避障装置检测机器人移动的前方是否有障碍物，当避障装置检测到机器人前方有障碍物时，主控装置通过导航装置重新确定机器人的移动方向，然后主控装置再通过驱动装置调整机器人的移动方向；本实用新型无需设置轨道就能保证机器人位置移动的准确性，且能随意改变机器人的移动轨迹，结构简单，制造成本低；适用范围广，使用效果好；同时能自动避开障碍物，对机器人起到了保护作用。

进一步地，所述导航装置包括激光雷达传感器、连接激光雷达传感器的导航芯片，该导航芯片连接所述主控装置。导航芯片可对激光雷达传感器进行调整和控制作用，且能自动保存导线路线，方便后期的调用。

进一步地，所述避障装置包括避障传感器、连接避障传感器的避障芯片，该避障芯片连接所述主控装置。避障传感器能在机器人撞上障碍物之前就感应到障碍物，并将其与障碍物之间的距离信息传送给避障芯片，避障芯片将距离信息传送给主控装置，重新控制机器人的移动方向。

进一步地，所述行走驱动装置包括连接行走机构的动力原件、连接动力原件的驱动部件及可计算机器人行走距离的里程计算传感器，该里程计算传感器连接动力原件；该里程计算传感器和驱动部件均连接主控装置。动力原件和驱动部件驱动行走机构行走，里程计算传感器可通过感应动力原件的动作次数和方向，来确定机器人的行走距离，并将信息传送给主控装置。

进一步地，还包括连接主控装置的远程控制装置。使用者可通过 远程控制装置对机器人进行控制，使用方便。

进一步地，所述远程控制装置包括可与外部设备无线连接的天线、连接天线的远程控制芯片及连接远程控制芯片的无线模块，该无线模块无线连接所述主控装置。使用者可通过外部设备无线连接主控装置，使用方便；且所述天线可接收外部设备的无线信号，并发送到远程控制芯片，远程控制芯片将通过无线模块将无线信号转换成数字信号，再送到主控装置；所述结构简单，使用效果好。

进一步地，还包括连接主控装置的语音播放装置。所述语音播放装置可进行语音播放提示，可在转向、到达目的地、开始移动等时候做出提醒，方便使用者获取信息，也增强了周围人员的安全性。

进一步地，所述语音播放装置包括语音播放模块和连接语音播放模块的喇叭，所述语音播放模块连接主控装置。所述结构简单，容易实现，使用效果好。

进一步地，还包括连接主控装置的电池装置。电池装置可实现本设备的供电，无需外接线路，使用更加方便。

进一步地，所述电池装置为锂电池或铅酸电池。结构简单，取材方便。

综上所述，本实用新型能通过避障装置避障碍物，避免撞上障碍物；同时通过导航装置确定移动路线，无需设置轨道，就能保证移动准确性，且能根据需要调整移动轨迹，方向、位置等，使用更灵活。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的导航装置结构示意图；

图3为本实用新型的避障装置结构示意图；

图4为本实用新型的行走驱动装置结构示意图；

图5为本实用新型的远程控制装置结构示意图；

图6为本实用新型的语音播放装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，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、完整的描述。

如图1-6所示，一种无轨导航机器人控制设备，机器人具有机械行走机构100，该行走机构100如行走轮，机械腿等，该行走机械机构100不在本专利的保护范围内。

本无轨导航机器人控制设备包括行走驱动装置1、主控装置2、导航装置3、避障装置4、远程控制装置5、语音播放装置6及电池装置7。所述行走驱动装置1、导航装置3、避障装置4、远程控制装置5、语音播放装置6及电池装置7均连接主控装置2。即导航装置3、远程控制装5、避障装置4及电池装置7的输出端均连接主控装置2。而所述主控装置2的输出端连接语音播放装置6。所述行走驱动装置1与主控装置2双向连接，进而可实现信号的双向传输。电池装置7的输出端连接所述导航装置3、远程控制装置5、避障装置4及语音播放装置及行走驱动装置1。

具体的，行走驱动装置1连接机械行走机构100,进而能驱动行 走机构100前进。所述行走驱动装置1包括动力原件11、驱动部件12及里程计算传感器13。所述动力原件11连接行走机构100，动力原件11为轮毂电机、直流无刷电机、有刷电机、直流伺服电机或者气缸，进而驱动机械腿交叉移动，或者行走轮旋转前进等，实现行机器人任意方向的行驶或转动。动力原件的数量可根据需要设置。所述驱动部件12的输出端连接动力原件11，动力原件11由驱动部件12控制，驱动部件12可为驱动芯片，进而控制动力原件11的速度、动作次数，方向等。当然也驱动部件12也可以是控制开关，或者根据动力原件，设置对应的驱动模块；如直流无刷驱动模块、直流伺服驱动模块或者有刷驱动模块等。里程计算传感器13可计算机器人行走距离，该里程计算传感器13连接动力原件11。里程传感器13可检测动力原件11的动作次数等信息，计算出机器人的行走里程。该里程传感器13的输出端和驱动部件12的输入端均连接主控装置2。所述里程计算传感器13为编码器或者霍尔传感器。再者，所述导航装置3连接主控装置2，导航装置3可采集周围环境信息，进而能读取机器人当前所处位置，进而将采集到的激光雷达信息传送给主控装置2处理。避障装置4可检测机器人前进方向是否存在障碍物。在本实施例中，驱动部件12为用来驱动行走机构100的轮毂电机，采用正弦波方式来驱动，可大大提高电机的效率，并降低行使过程中的噪声。

具体的，所述导航装置3包括激光雷达传感器31和导航芯片32，导航芯片32连接激光雷达传感器31的信号输入端，该导航芯片32与所述主控装置2双向连接。采用EAI科技的激光雷达传感器31， 该激光雷达传感器31可360度全方位扫描，并每秒提供4000次的测距数据。激光雷达测距远，加上行使速度快，测距远可及时避障，并将测距数据传送给主控系统作为导航数据用，用于选择合适的行使路径，并主动绕开障碍物。

具体的，所述避障装置4包括避障传感器41和避障芯片42，避障芯片42输入端连接避障传感器41，该避障芯片42与所述主控装置2双向连接。所述避障传感器41为超声波传感器或者红外传感器、倒车雷达、激光雷达、视觉传感器或者摄像头等。避障芯片42将各避障传感器41感应到的障碍物距离信息发送给主控装置2。

具体的，所述远程控制装置5包括天线51、无线模块52及远程控制芯片52。所述天线51可与外部设备101无线连接，该外部设备101可为电脑、手机等电子设备，远程控制芯片52与天线51双向连接，无线模块53也远程控制芯片52双向连接，该无线模块53无线连接所述主控装置2。使用时，天线51接收外部设备101的发来的信号，然后传输至远程控制芯片52，远程控制芯片52通过无线模块53转换数字信号再传输到主控装置2。所述无线模块可为WIFI模块、无线路由器或蓝牙通讯模块等，而天线则可为NFC通讯模块。

具体的，所述语音播放装置6包括语音播放模块61和喇叭62，所述语音播放模块61连接喇叭62，所述语音播放模块61连接主控装置2，所述语音播放模块61为语音控制芯片，能存储需播放的内容。语音播放模块61接收到主控装置2的命令后再播放存储在其内的语音信息。

所述主控装置2为中央处理器、嵌入式主板、平板电脑或者工控板等，主控装置2接收、处理其他装置发来的信息，并控制行走驱动装置1，继而控制机器人的移动。在本实施例中，所述主控装置2采用树莓派3代B型，该嵌入式主板采用多核处理器，运行频率可达1.2G，相当于一台性能强的电脑，且接口丰富，但相比于电脑性价比更高，尺寸更小，特别适合用于机器人领域。当接收到远程控制装置5有效命令后，再通过读取导航装置3获取位置信息，并确定行驶方向。再给行走驱动装置1发命令，继而控制机械行走机构100行驶，行驶过程中通过导航装置导航，行驶过程中遇到障碍物及时避开，并实时读取避障装置信息，避免事故的发生。

具体的，所述电池装置7为其他装置提供电源，电池装置可为锂电池或铅酸电池。在本实施例中，所述电池装置采用24V、10AH的锂电池。

使用时，用户使用外部设备101，通过远程控制装置5向主控装置2发送命令后，主控装置2接收到命令后，通过导航装置3读取当前距离信息，并确定行驶方向。通过行走驱动装置1来控制行走机构100，使机器人行驶到指定地点，并播放提示音乐继而通知用户。行驶过程中，导航装置来选择路径，并主动避开障碍物，避障传感器在机器人四周，并作为导航装置的避障功能补充。

综上所述，本实用新型功能强大、智能化程度高、性能强，操作方便，通过无线即可控制，解决了现有机器人的一些的问题。

显然，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，都应当属于本实用新型保护的范围。