前置式自动跟踪机器人的制作方法

文档序号:13982523阅读:233来源:国知局

本发明涉及机器人技术领域,尤其是涉及一种前置式自动跟踪机器人。



背景技术:

目前常用的跟踪机器人均在使用者后方跟踪,其跟踪方式大多采用三点式定位法和颜色及图形跟踪识别的方法。其中,三点式定位法原理类似于gps定位,但在使用时空间范围小,易受到磁场的信号干扰和屏蔽;图形跟踪识别是通过摄像头对目标颜色和形状的记忆及分析而达到跟踪的效果,但是其摄像头功耗大,有障碍物或被跟踪物体进行不规则移动时容易跟丢目标。亦即,常见的跟踪机器人在使用范围上受到极大限制。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种前置式自动跟踪机器人,它具有易于控制,定位准确,用途广泛的特点。

本发明所采用的技术方案是:前置式自动跟踪机器人,包括底盘,该底盘上具有驱动轮,驱动轮动力连接至驱动电机,所述底盘上位于该底盘的左右两侧分别设有1个位置检测机构,每个位置检测机构包括:可旋转且向上延伸的转轴,固定于转轴上端且向后延伸的转台,前端连接在转台上的拉线,和转轴的下端相配的编码器,压力感应器、编码器均信号传递至一单片机,同时,单片机和驱动电机相配。

所述转台上固定有线绳电机,线绳电机的动力输出轴上固定有线轴,拉线两两对应的连接在线轴上。

所述线轴为3d打印线轴。

所述转轴的下端固定有主动同步轮,相应的编码器具有从动同步轮,主动同步轮和相应的从动同步轮之间通过同步带予以连接。

所述编码器为光电式编码器。

所述驱动电机为带有编码器的电机。

所述拉线为凯夫拉线。

所述底盘具有连接在一起且相互平行的上板和下板,驱动电机固定在上板和下板之间。

所述驱动轮采用麦克纳姆轮。

本发明和现有技术相比所具有的优点是:易于控制,定位准确,用途广泛。本发明的前置式自动跟踪机器人改变了传统机器人的信号感应方式,在使用时,机器人位于使用者的前方,从而减小了控制器的处理压力,可以更好地对被跟踪物体进行定位,甚至能够实现对被跟踪物体位移的预判断,故而极大拓宽了机器人的使用范围。比如,可以应用于大负载自动跟踪运输、与gps结合辅助残疾人导盲、室内反恐以及拆弹等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:

图1是本发明的实施例的立体图(图中仅示出麦克纳姆轮中的一种)。

图中:

1、底盘,101、上板,102、下板,11、驱动轮;

20、驱动电机;

30、位置检测机构,31、转轴,311、主动同步轮,32、转台,321、线绳电机,322、线轴,33、拉线,34、编码器,341、从动同步轮,35、同步带。

具体实施方式

实施例,见图1所示:前置式自动跟踪机器人,包括底盘10。该底盘10上具有至少3个最好是4个驱动轮11,驱动轮11动力连接至驱动电机20。

进一步的讲:

该底盘10上位于该底盘10的左右两侧分别设有1个位置检测机构30,2个位置检测机构30最好左右对称分布。每个位置检测机构30包括:可旋转且向上延伸的转轴31,固定于转轴31上端且向后延伸的转台32,前端连接在转台32上的拉线33,和转轴31的下端相配的编码器34,和拉线33相配的压力感应器(图上未示出),压力感应器、编码器34均信号传递至一单片机,单片机和驱动电机20相配。其中,转轴31可以通过轴承装设于底架10上从而实现其可以竖向轴心线进行旋转;所谓转轴31的下端和编码器34相配,指的是转轴31的旋转信息可以传递至相应的编码器34;所谓拉线33和压力传感器相配,指的是拉线33的张紧与否以及张紧程度能够被压力传感器所感知。也就是说,拉力传感器检测拉线33拉力,检测的信号通过信号放大器放大后传递至该单片机,并由该单片机进行处理。若拉力小于设定范围则拉线33处于松弛状态,单片机发送信号控制该驱动电机20转动,机器人前进;若拉力大于设定范围,则拉线处于张紧状态,单片机发送信号控制驱动电机20反转,机器人后退,直至拉力稳定在设定区间内。当转轴31转动(亦即,拉线与机器人产生一个角度)时,该编码器34发送脉冲至该单片机,该单片机发送信号至该驱动电机20进而控制驱动轮11转动,机器人向转轴转动方向平移。在平移过程中,该编码器34持续发送脉冲至该单片机以反馈机器人的偏离程度,使机器人位置始终保持在使用者前方。

具体在使用时,将该前置式自动跟踪机器人放置于使用者的前方,2根拉线33的后端分别连接至使用者的身体左右。一旦使用者前行,则拉线33松弛,压力感应器控制驱动轮11做出相应动作,机器人前行;一旦使用者向左方或右方移动,则转轴31在拉线33的牵引下会做出一定的旋转,而旋转角度值传递至编码器34,编码器34控制驱动轮11做出相应动作,机器人随着同步向侧方转弯。

优化的:

转台32上固定有线绳电机321,线绳电机321的动力输出轴上固定有线轴322,拉线33两两对应的连接在线轴322上。线轴322最好采用易于制备和精度较高的3d打印线轴。这样,降低了加工线轴的成本,且更换线轴更加便利。线轴电机负责在拉线没有张紧时带动线轴将拉线收紧,直至拉力传感器又能重新检测到拉线为张紧状态。

转轴31的下端固定有主动同步轮311,相应的编码器34具有从动同步轮341,主动同步轮311和相应的从动同步轮341之间通过同步带35予以连接。即,转轴31旋转后,相应的主动同步轮311旋转,通过同步带35带动相应的从动同步轮341旋转,相应的编码器34即可得知转轴31的旋转角度。

编码器34为光电式编码器,驱动电机20为带有编码器的电机。即,光电编码器通过计算后进行pid闭环控制相应的驱动电机20,从而控制机器人移动。

拉线33为凯夫拉线。这样,降低了拉线33缠绕的几率,且加强了线的强度。

继续优化:

该底盘10具有连接在一起且相互平行的上板101和下板102,驱动电机20固定在上板101和下板102之间。上板101和下板102最好都采用铝质材料制备。这样,优化了底盘10的结构,且重量较轻,便于控制。

驱动轮11采用麦克纳姆轮。

另外:

压力感应器接收到的拉力信息较弱,故而最好采用放大器将其信号予以放大后传递至编码器34,而放大器可以采用具有hx711芯片的压力传感器,该类压力传感器的优点在于对数据的放大较为准确和可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种前置式自动跟踪机器人,包括底盘,该底盘上具有驱动轮,驱动轮动力连接至驱动电机,所述底盘上位于该底盘的左右两侧分别设有1个位置检测机构,每个位置检测机构包括:可旋转且向上延伸的转轴,固定于转轴上端且向后延伸的转台,前端连接在转台上的拉线,和转轴的下端相配的编码器,压力感应器、编码器均信号传递至一单片机,同时,单片机和驱动电机相配。本发明的优点是:易于控制,定位准确,用途广泛。

技术研发人员:金子旭;韩宇轩
受保护的技术使用者:金子旭;韩宇轩
技术研发日:2017.09.28
技术公布日:2018.03.20
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1