CN204423154U - 一种基于自主导航的自动充电玩具机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及玩具机器人技术领域，特别是一种基于自主导航的自动充电玩具机器人，包括中央处理器，所述中央处理器连接有激光测距传感器，所述中央处理器与控制器相连接，所述控制器通过电机与可移动机械单元相连接；还包括编码器，所述编码器分别与控制器和中央处理器相连接。采用上述结构后，通过激光测距传感器采集玩具机器人所述环境的信息，中央控制器进行路径规划，计算移动路径，从而调动控制器，驱动电机，带动玩具机器人移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及玩具机器人技术领域，特别是一种基于自主导航的自动充电玩具机器人。
背景技术
自主导航由三大技术组成，分别是定位技术、环境地图构建技术、路径规划技术，GPS是应用比较广泛的定位技术，但在室内几乎不可用，环境地图构建有机器视觉、测距等技术，路径规划在Google的无人驾驶、扫地机器人、手机地图等服务中都有应用。然而，自主导航在玩具领域鲜有应用，目前儿童玩具以低端居多，所谓的中高端智能玩具机器人大多应用简单的语音识别技术，当前玩具市场对自主导航技术认识尚浅。
中国发明专利CN 101738189 A公开了一种导航***，该导航***包括：一个导航装置、一个导航玩具，该导航装置与导航玩具之间通过蓝牙无线数据连接，其中，该导航装置包括：一存储模块，其用于存储导航数据信息；一输入模块，其用于输入使用者预到达地点的数据信息；一侦测模块，其用于产生传输信息；一发送模块，用于发送上述传输信息；另，该导航玩具还包括：一接收模块，其用于识别并接收上述的传输信息；一处理模块，其用于对上述传输信息进行解码、处理；一提示模块，其用于控制该导航玩具输出上述处理后的传输信息。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种在家庭环境下实现自主导航的玩具机器人。
为解决上述的技术问题，本实用新型的一种基于自主导航的自动充电玩具机器人包括中央处理器，所述中央处理器连接有激光测距传感器，所述中央处理器与控制器相连接，所述控制器通过电机与可移动机械单元相连接；还包括编码器，所述编码器分别与控制器和中央处理器相连接。
进一步的，所述中央处理器通过电量检测单元与可充电电池相连接，所述可充电电池与充电端子相连接。
进一步的，所述中央处理器的输出端连接有报警单元。
进一步的，所述可移动机械单元为采用轮式、履带式或足式。
采用上述结构后，通过激光测距传感器采集玩具机器人所述环境的信息，中央控制器进行路径规划，计算移动路径，从而调动控制器，驱动电机，带动玩具机器人移动。
附图说明
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型一种基于自主导航的自动充电玩具机器人的结构框图。
图中：1为中央处理器，2为可充电电池，3为电量检测单元，4为充电端子，5为激光测距传感器，6为控制器，7为电机，8为编码器，9为报警单元，10为可移动机械单元
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种基于自主导航的自动充电玩具机器人包括中央处理器1，本实施方式中中央处理器1采用不带操作***的单片机***。所述中央处理器1连接有激光测距传感器5，这样通过激光测距传感器5采集玩具机器人所述环境的信息，然后将环境信息传输给中央处理器1，通过中央处理器1进行路径规划，确定玩具机器人的行进路线。所述中央处理器1与控制器6相连接，所述控制器6通过电机7与可移动机械单元10相连接；还包括编码器8，所述编码器8分别与控制器6和中央处理器1相连接。所述可移动机械单元为采用轮式、履带式或足式。
本实用新型的工作原理如下：激光测距传感器进行定位与建图，确定玩具机器人当前所处位置及充电桩的位置，计算移动路径，从而调动控制器6，驱动电机7，带动玩具机器人移动。玩具机器人在移动的过程中，同时定位与建图算法不断工作，通过激光测距传感器，采集环境地图数据，修正地图及定位的精度，同时通过编码器8采集的里程数据，进一步提高运动精度，为导航提供保障。
进一步的，为了能完成自动充电的功能，所述中央处理器通过电量检测单元3与可充电电池2相连接，所述可充电电池2与充电端子4相连接，所述充电端子4可以通过设置在家庭环境中的充电桩给可充电电池2供电。玩具机器人携带有可充电电池，与充电桩采用接触式或近距离非接触式充电方式；玩具机器人采用电机7驱动移动，电机7的运动方向及运动速度受控于控制器6，编码器8采集电机的转速反馈给控制器，控制器可以采用开环控制算法也可以采用闭环控制算法；激光测距传感器采集玩具机器人所处环境的信息，是玩具机器人定位与建图的基础。当玩具机器人***检测到电池电量低时，立即启动自动充电模式，玩具机器人不响应外界的任何指令，随后由路径规划模块确定当前位置，并计算回到充电桩的一系列路径，下一步调用控制器，驱动电机转动，带动移动装置沿着计算好的路径向充电桩进发。在移动的过程中，路径规划模块调用同时定位与建图算法，进而驱动激光测距传感器实时360度扫描环境，边移动边扫描，智能模拟人的移动，当在前行路径上碰到路障，实时修正移动路径，避免碰撞。当玩具机器人移动到充电桩前，调整姿态移动就位；就位后，玩具机器人会把自身的充电端子4与充电桩的充电端子对接，这里的对接方式不限，例如为了对接的精度可以加入磁性的方式，当两边的充电端子对接成功后，即把充电电路接通，开始充电。
进一步的，所述中央处理器的输出端连接有报警单元9，当玩具机器人遇到不可逾越的障碍时，通过报警单元9自动发出告警，告警的形式可以有多样，例如利用声音鸣笛，利用灯光闪烁提醒，通过网络远程给相关人发出信息提醒等等。
当然，本实用新型的中央处理器1也可以采用带操作***的Android、Raspberry Pi、ROS等***，这样的变换均落在本实用新型的保护范围之内。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (4)
1.一种基于自主导航的自动充电玩具机器人，包括中央处理器，其特征在于：所述中央处理器连接有激光测距传感器，所述中央处理器与控制器相连接，所述控制器通过电机与可移动机械单元相连接；还包括编码器，所述编码器分别与控制器和中央处理器相连接。
2.按照权利要求1所述的一种基于自主导航的自动充电玩具机器人，其特征在于：所述中央处理器通过电量检测单元与可充电电池相连接，所述可充电电池与充电端子相连接。
3.按照权利要求1所述的一种基于自主导航的自动充电玩具机器人，其特征在于：所述中央处理器的输出端连接有报警单元。
4.按照权利要求1所述的一种基于自主导航的自动充电玩具机器人，其特征在于：所述可移动机械单元为采用轮式、履带式或足式。
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2015
- 2015-03-12 CN CN201520139503.7U patent/CN204423154U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: The grand prosperous intelligent Science and Technology Ltd. in Beijing Document name: Notification of Termination of Patent Right |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150624 Termination date: 20160312 |