专利名称：一种移动机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人，尤其是移动机器人。
背景技术：
机器人泛指一种能够实现某种自动控制功能的机电装置，移动机器人则是机器人 研究的重要一环。其中路径规划技术是移动机器人研究的关键。移动机器人要求在复杂的 环境中自动判断前进路径，完成预定功能，因此能够更好地完成任务。目前存在的一些机器人路径规划方法各有一些缺陷，例如，神经网络局限于环境 的建模和认知、模糊逻辑应用于复杂未知动态环境中时，模糊规则较难提取，遗传算法存在 早熟和规划效率低等问题。随着机器人工作环境越来越复杂，规划任务的要求越来越高，目 前的路径规划方法已不能很好的满足规划任务的要求，研究一种能够在未知、复杂、动态环 境下进行完善的路径规划的移动机器人具有重要的现实意义。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够在未知、复 杂、动态环境下进行完善的路径规划的移动机器人。本实用新型的目的通过以下技术措施实现一种移动机器人，包括电池、带动机器人移动的执行机构、驱动执行机构的驱动模 块、用于获得环境信号的感知模块和用于分析环境信号以控制所述驱动模块的控制模块， 所述控制模块的输入端与所述感知模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所述驱动 模块的输入端连接。优选的，所述控制模块包括电源电路、环境信号输入电路、中央处理器、控制信号 输出电路和人机界面电路；所述电源电路的输入端连接于所述电池，所述电源电路的输出 端连接于所述环境信号输入电路、中央处理器、控制信号输出电路和人机界面电路的电源 输入端；所述环境信号输入电路的信号输入端连接于所述感知模块，所述环境信号输入电 路的输出端连接于所述中央处理器的信号输入端；所述中央处理器的控制输出端连接于所 述控制信号输出电路的控制输入端，所述中央处理器的界面输出端连接于所述人机界面电 路的界面输入端；所述控制信号输出电路的控制输出端连接于所述驱动模块。另一优选的，所述控制模块还包括复位系统和时钟系统；所述复位系统的电源输 入端连接于所述电源电路的输出端，所述复位系统的复位输出端连接于所述中央处理器的 复位输入端；所述时钟系统的输出端连接于所述中央处理器的时钟输入端。另一优选的，所述中央处理器为ARM7系列处理器LPC2292。另一优选的，所述执行机构包括左车轮、右车轮、左减速箱、右减速箱、左编码器和 右编码器；所述左车轮连接于所述左减速箱，所述左减速箱连接于所述左电机，所述左编码 器安装于所述左电机的轴尾部；所述右车轮连接于所述右减速箱，所述右减速箱连接于所 述右电机，所述右编码器安装于所述右电机的轴尾部；所述左车轮与右车轮对称，所述左减速箱与右减速箱对称，所述左电机与右电机对称，所述左电机和右电机安装于同一轴线。另一优选的，所述左电机和右电机为直流电机，所述左编码器和右编码器为光电 编码器。另一优选的，所述驱动模块包括单片机AT89S52、运动控制器LM629、增量式编码 器和电机驱动器；所述单片机AT89S52连接于所述运动控制器LM629的主机接口 ；所述增 量式编码器的输入端连接于所述执行机构，所述增量式编码器的输出端连接于所述运动控 制器LM629的位置反馈器；所述电机驱动器的输入端连接于所述运动控制器LM629的闭环 PID调节器，所述电机驱动器的输出端连接于所述执行机构。另一优选的，所述感知模块包括超声波发射电路、超声波接收电路和超声波采集 电路。另一优选的，所述感知模块包括单探头收发一体式超声波传感器，所述超声波发 射电路和超声波接收电路是所述单探头收发一体式超声波传感器的一部分。另一优选的，所述感知模块为CPLD超声波测距系统。本实用新型的移动机器人包括执行机构、驱动模块、感知模块和控制模块，以感知 模块获取未知、复杂、动态环境下的环境信号，通过控制模块预设的路径规划方法输出控制 信号，驱动执行机构到达目标点。本实用新型进一步拓展了移动机器人路径规划的应用领 域和范围，提出的基于人工免疫网络的机器人结构设计，能够把人工免疫网络融入机器人 控制系统，建立了基于人工免疫系统的机器人实验平台，便于机器人学、免疫算法应用的研 允。
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任 何限制。图1是本实用新型的一个实施例的模块系统图。图2是本实用新型的一个实施例的控制模块示意图。图3是本实用新型的一个实施例的执行机构示意图。图4是本实用新型的一个实施例的驱动模块和执行机构的模块系统图。附图标记左车轮11，右车轮12，左减速箱21，右减速箱22，左电机31，右电机32，左编码器 41，右编码器42。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。如图1，一种移动机器人，包括电池、带动机器人移动的执行机构、驱动执行机构的 驱动模块、用于获得环境信号的感知模块和用于分析环境信号以控制所述驱动模块的控制 模块，所述控制模块的输入端与所述感知模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所 述驱动模块的输入端连接。执行机构是移动机器人完成各种作业的主体部分，主体部分是行走机构，能够在 驱动模块的驱动下按照预定路径规划到达目标点。驱动模块负责执行控制模块的各项运动
4指令。感知模块通过各种传感器获得周围环境信号，以提供给控制模块做出合理的判断，发 出准确的指令，从而完成移动机器人的运动规划和调度管理。如图2，所述控制模块包括电源电路、环境信号输入电路、中央处理器、控制信号输 出电路和人机界面电路；所述电源电路的输入端连接于所述电池，所述电源电路的输出端 连接于所述环境信号输入电路、中央处理器、控制信号输出电路和人机界面电路的电源输 入端；所述环境信号输入电路的信号输入端连接于所述感知模块，所述环境信号输入电路 的输出端连接于所述中央处理器的信号输入端；所述中央处理器的控制输出端连接于所述 控制信号输出电路的控制输入端，所述中央处理器的界面输出端连接于所述人机界面电路 的界面输入端；所述控制信号输出电路的控制输出端连接于所述驱动模块。如图2，所述控制模块还包括复位系统和时钟系统；所述复位系统的电源输入端 连接于所述电源电路的输出端，所述复位系统的复位输出端连接于所述中央处理器的复位 输入端；所述时钟系统的输出端连接于所述中央处理器的时钟输入端。所述中央处理器为ARM7系列处理器LPC2292。如图3，所述执行机构包括左车轮11、右车轮12、左减速箱21、右减速箱22、左编码 器41和右编码器42 ；所述左车轮11连接于所述左减速箱21，所述左减速箱21连接于所述 左电机31，所述左编码器41安装于所述左电机31的轴尾部；所述右车轮12连接于所述右 减速箱22，所述右减速箱22连接于所述右电机32，所述右编码器42安装于所述右电机32 的轴尾部；所述左车轮11与右车轮12对称，所述左减速箱21与右减速箱22对称，所述左 电机31与右电机32对称，并安装于同一轴线。所述左电机11和右电机12为直流电机，所述左编码器41和右编码器42为光电 编码器。光电编码器用于测量电机转速，测速原理是采用脉冲计数电路，对光电编码器输出 的脉冲进行计数，在固定的计数周期内脉冲计数越多，相应的电机转速越快，以此获知移动 机器人的移动速度。如图4，所述驱动模块包括单片机AT89S52、运动控制器LM629、增量式编码器和 电机驱动器；所述单片机AT89S52连接于所述运动控制器LM629的主机接口 ；所述增量式 编码器的输入端连接于所述执行机构，所述增量式编码器的输出端连接于所述运动控制器 LM629的位置反馈器；所述电机驱动器的输入端连接于所述运动控制器LM629的闭环PID 调节器，所述电机驱动器的输出端连接于所述执行机构。所述感知模块包括超声波发射电路、超声波接收电路和超声波采集电路。所述感知模块包括单探头收发一体式超声波传感器，所述超声波发射电路和超声 波接收电路是所述单探头收发一体式超声波传感器的一部分。所述感知模块为CPLD超声波测距系统。最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用 新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技 术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用 新型技术方案的实质和范围。
权利要求一种移动机器人，包括带动机器人移动的执行机构、驱动执行机构的驱动模块、用于获得环境信号的感知模块和用于分析环境信号以控制所述驱动模块的控制模块，其特征在于所述控制模块的输入端与所述感知模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于所述控制模块包括电源电路、环境 信号输入电路、中央处理器、控制信号输出电路和人机界面电路；所述电源电路的输入端连 接于所述电池，所述电源电路的输出端连接于所述环境信号输入电路、中央处理器、控制信 号输出电路和人机界面电路的电源输入端；所述环境信号输入电路的信号输入端连接于所 述感知模块，所述环境信号输入电路的输出端连接于所述中央处理器的信号输入端；所述 中央处理器的控制输出端连接于所述控制信号输出电路的控制输入端，所述中央处理器的 界面输出端连接于所述人机界面电路的界面输入端；所述控制信号输出电路的控制输出端 连接于所述驱动模块。
3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于所述控制模块还包括复位系统和 时钟系统；所述复位系统的电源输入端连接于所述电源电路的输出端，所述复位系统的复 位输出端连接于所述中央处理器的复位输入端；所述时钟系统的输出端连接于所述中央处 理器的时钟输入端。
4.根据权利要求2或3所述的移动机器人，其特征在于所述中央处理器为ARM7系列 处理器LPC2292。
5.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于所述执行机构包括左车轮、右车 轮、左减速箱、右减速箱、左编码器和右编码器；所述左车轮连接于所述左减速箱，所述左减 速箱连接于所述左电机，所述左编码器安装于所述左电机的轴尾部；所述右车轮连接于所 述右减速箱，所述右减速箱连接于所述右电机，所述右编码器安装于所述右电机的轴尾部； 所述左车轮与右车轮对称，所述左减速箱与右减速箱对称，所述左电机与右电机对称，所述 左电机和右电机安装于同一轴线。
6.根据权利要求5所述的移动机器人，其特征在于所述左电机和右电机为直流电机， 所述左编码器和右编码器为光电编码器。
7.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于所述驱动模块包括单片机 AT89S52、运动控制器LM629、增量式编码器和电机驱动器；所述单片机AT89S52连接于所述 运动控制器LM629的主机接口 ；所述增量式编码器的输入端连接于所述执行机构，所述增 量式编码器的输出端连接于所述运动控制器LM629的位置反馈器；所述电机驱动器的输入 端连接于所述运动控制器LM629的闭环PID调节器，所述电机驱动器的输出端连接于所述 执行机构。
8.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于所述感知模块包括超声波发射电 路、超声波接收电路和超声波采集电路。
9.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于所述感知模块包括单探头收发一 体式超声波传感器，所述超声波发射电路和超声波接收电路是所述单探头收发一体式超声 波传感器的一部分。
10.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于所述感知模块为CPLD超声波测距系统。
专利摘要一种移动机器人，包括电池、带动机器人移动的执行机构、驱动执行机构的驱动模块、用于获得环境信号的感知模块和用于分析环境信号以控制所述驱动模块的控制模块，所述控制模块的输入端与所述感知模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接。本实用新型的移动机器人包括执行机构、驱动模块、感知模块和控制模块，以感知模块获取未知、复杂、动态环境下的环境信号，通过控制模块预设的路径规划方法输出控制信号，驱动执行机构到达目标点。
文档编号B25J5/00GK201760878SQ20102024902
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者胡选子, 谢存禧, 贺定修 申请人:东莞职业技术学院