本實(shí)用新型屬于移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有混合避障功能的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人有自動(dòng)導(dǎo)航和避障功能，其實(shí)現(xiàn)方法為：機(jī)器人通過激光雷達(dá)觀測周圍情況，作為環(huán)境數(shù)據(jù)的主要來源，用于主控計(jì)算機(jī)導(dǎo)航和避障；超聲波雷達(dá)負(fù)責(zé)短距離固定方位障礙物的觀測，并具有(超聲波雷達(dá))不依賴于主控計(jì)算機(jī)的自主及快速的動(dòng)作特性，可用于緊急避障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種具有混合避障功能的機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)精確避障。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

具有混合避障功能的機(jī)器人，包括：工控主機(jī)和與其信號連接的底盤驅(qū)動(dòng)部分、激光雷達(dá)模塊，所述底盤驅(qū)動(dòng)部分包括微處理器和與其信號連接的底盤運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和超聲波模塊，所述超聲波模塊包括若干超聲波傳感器；所述微處理器與工控主機(jī)之間通過usb轉(zhuǎn)ttl模塊進(jìn)行信號連接。

進(jìn)一步的，所述底盤運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)控制器、電機(jī)、編碼器、皮帶和車輪，所述電機(jī)控制器信號連接微處理器，電機(jī)控制器控制連接電機(jī)的輸入端和與電機(jī)固定連接的編碼器，電機(jī)的輸出端直接或間接通過皮帶帶動(dòng)機(jī)器人底部的車輪運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述微處理器上還連接有紅外人體感應(yīng)傳感器。

進(jìn)一步的，所述微處理器上還連接有紅外防跌落傳感器。

進(jìn)一步的，所述微處理器上還連接有慣性測量裝置IMU，所述慣性測量裝置IMU包括三軸加速度、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)。

進(jìn)一步的，所述微處理器為stm32f407主控芯片。

進(jìn)一步的，所述機(jī)器人的四周安裝5個(gè)超聲波傳感器。

進(jìn)一步的，所述微處理器上還連接有電量顯示模塊。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢：

(1)通過激光雷達(dá)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離寬范圍觀測，作為環(huán)境數(shù)據(jù)的主要來源；超聲波雷達(dá)負(fù)責(zé)短距離固定方位障礙物的觀測，并具有不依賴于主控主機(jī)的自主及快速的動(dòng)作特性，處理速度快，可用于緊急避障；

(2)通過紅外人體感應(yīng)傳感器、紅外防跌落傳感器和慣性測量裝置IMU進(jìn)一步避險(xiǎn)；對機(jī)器人底盤移動(dòng)進(jìn)行精確控制。

附圖說明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述具有混合避障功能的機(jī)器人的電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

具有混合避障功能的機(jī)器人，如圖1所示，包括：工控主機(jī)和與其信號連接的底盤驅(qū)動(dòng)部分、激光雷達(dá)模塊，所述底盤驅(qū)動(dòng)部分包括微處理器和與其信號連接的底盤運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和超聲波模塊，所述超聲波模塊包括若干超聲波傳感器；所述微處理器與工控主機(jī)之間通過usb轉(zhuǎn)ttl模塊進(jìn)行信號連接。

所述激光雷達(dá)模塊通過激光雷達(dá)傳感器掃描周圍的環(huán)境信息，然后傳輸?shù)焦た刂鳈C(jī)，激光雷達(dá)模塊負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離寬范圍觀測，作為環(huán)境數(shù)據(jù)的主要來源，用于主控計(jì)算機(jī)導(dǎo)航和避障。

所述超聲波模塊包括超聲波傳感器，所述機(jī)器人的四周安裝5個(gè)超聲波傳感器，由負(fù)責(zé)發(fā)射超聲和負(fù)責(zé)接收超聲兩部分組成，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差可以計(jì)算出機(jī)器人與障礙物中間的距離從而避免碰撞，透明物體也可以正常檢測，提前減速停止；所述超聲波模塊負(fù)責(zé)短距離固定方位障礙物的觀測，并具有不依賴于工控主機(jī)的自主及快速的動(dòng)作特性，可用于緊急避障。

所述底盤運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)控制器、電機(jī)、編碼器、皮帶和車輪，所述電機(jī)控制器信號連接微處理器，電機(jī)控制器控制連接電機(jī)的輸入端和與電機(jī)固定連接的編碼器，電機(jī)的輸出端直接或間接通過皮帶帶動(dòng)機(jī)器人底部的車輪運(yùn)動(dòng)。

所述微處理器上還連接有紅外人體感應(yīng)傳感器，用于感應(yīng)機(jī)器人前方規(guī)定的距離內(nèi)是否有行人，根據(jù)情況進(jìn)行減速或加速運(yùn)動(dòng)。

所述微處理器上還連接有紅外防跌落傳感器，用于檢測地面的臺階，當(dāng)機(jī)器人走到臺階位置時(shí)，紅外防跌落傳感器將檢測到高度落差，及時(shí)停止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，防止機(jī)器人跌落。

所述微處理器上還連接有慣性測量裝置IMU，所述慣性測量裝置IMU包括三軸加速度、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)，通過AHRS四元數(shù)姿態(tài)算法，直接輸出機(jī)器人的四元數(shù)位姿。stm32f407主控芯片將采集到四元素直接傳給工控主機(jī)，進(jìn)行相關(guān)機(jī)器人位姿計(jì)算。

所述微處理器為stm32f407主控芯片，主要負(fù)責(zé)對為圍超聲波傳感器、紅外人體感應(yīng)傳感器、紅外防跌落傳感器、三軸加速度、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)的控制，以及采集后的數(shù)據(jù)計(jì)算，stm32f407通過usb轉(zhuǎn)ttl模塊與工控主機(jī)相連，進(jìn)而與工控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

所述電量顯示模塊用于顯示電池電量，當(dāng)電池電壓小于筏值電壓時(shí)，紅燈將閃爍。

激光雷達(dá)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離寬范圍的觀測，超聲波傳感器負(fù)責(zé)短距離和透明物體(例如玻璃)的檢測，來彌補(bǔ)激光雷達(dá)盲區(qū)和激光雷達(dá)無法看到玻璃的缺點(diǎn)。Stm32f407微處理器不斷的讀取超聲波傳感器數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)傳給工控主機(jī)。工控主機(jī)不斷的接收stm32f407微處理的數(shù)據(jù)和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。并將兩個(gè)數(shù)據(jù)重新疊加得到修正后的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，通過新的數(shù)據(jù)可以得到機(jī)器人周圍物360度一定范圍內(nèi)的距離，然后根據(jù)提前設(shè)定的筏值進(jìn)行判斷是左右轉(zhuǎn)或后退。還有通過通過紅外人體感應(yīng)紅外防跌落傳感器進(jìn)行避險(xiǎn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。