CN215202004U - 一种寻迹避障机器人模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种寻迹避障机器人模块，旨要解决的技术问题在于克服现有技术中易出现寻迹偏差且影响正常避障的缺陷，主要是通过以下技术方案得以实现的：一种寻迹避障机器人模块，包括机器人本体，还包括：活动部件、控制***和传感装置，活动部件包括依次连接的基座、腰部、臂部、腕部、末端执行部和行走部；控制***包括中央处理模块、存储单元、无线传输模块和外接单元设定模块；传感装置包括红外传感器、寻迹传感器和声音感应模块，传感装置与无线传输模块信号连接，传感装置与控制***配合控制活动部件，从而能够有效监测到附近障碍或寻迹标志，并且能够很好跨越路面局部凸起及小障碍物。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种寻迹避障机器人模块。
背景技术
随着技术的发展，为了提高积木玩具的趣味性和教学性能，近年来逐渐出现了设有电源、驱动等模块的电子积木，通过PC、智能终端等编程后，再将各积木模块按照一定的拼接规则进行拼接，即可实现多样化、可模拟电路、可运动的积木组合体，同时积木玩具的感觉传感器种类越来越多，其中红外传感器成为积木搭建成的机器人自动行走和驾驶的重要部件，该技术利用先进的电子与信息技术，实现自动控制机器人避开障碍物以及控制机器人按照既定轨道进行行驶，该技术对于车辆驾驶具有广泛的社会应用价值。
现在大多数用于实际的自主寻迹避障机器人，需要通过安装于底盘下面的红外传感器对地面标志颜色进行识别而实现寻迹，且要求红外传感器与地面保持在传感器的有效感应范围内。虽然现有的寻迹避障机器人能够实现自动寻迹和避障，但是单纯的使用红外传感器，寻迹精度较差，容易出现寻迹偏差而影响正常避障，影响实验结果的准确性，从而影响到正式场合的比赛结果。同时，比赛场地不一定整洁，对寻迹结果可能会造成影响。因此，为了保证寻迹避障结果准确，提出一种寻迹避障机器人模块。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中易出现寻迹偏差且影响正常避障的缺陷，从而提供一种寻迹避障机器人模块。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种寻迹避障机器人模块，包括机器人本体，其特征在于，还包括：
活动部件，所述活动部件包括基座、腰部、臂部、腕部、末端执行部和行走部，所述基座、腰部、臂部、腕部、末端执行部和行走部依次连接，所述基座内设有控制***，传感装置设在活动部件上；
控制***，所述控制***包括中央处理模块、存储单元、无线传输模块和外接单元设定模块，所述中央处理模块与无线传输模块通信连接，所述存储单元接受无线传输模块的数据且与中央处理模块信号连接，所述外接单元设定模块用于存储并设定活动部件的执行动作和/或设定与活动部件对应的控制条件；
传感装置，所述传感装置包括红外传感器、寻迹传感器和声音感应模块，所述传感装置与无线传输模块信号连接。
通过采用上述技术方案，传感装置与控制***配合控制活动部件，从而能够有效监测到附近障碍或者寻迹标志，正确感应地面状况，并且能够很好的跨越路面局部凸起及小障碍物，且采用活动部件继续组装，结构简单，趣味性强，功能多，造价成本低，适用于玩具和教学。
进一步的，所述控制***还包括电源模块，所述电源模块为活动部件和控制***供电，所述电源模块上还设有电量检测装置，所述电量检测装置与中央处理模块电性连接。
通过采用上述技术方案，电源模块供电保证其正常运作，电量检测装置确保工作时供电稳定同时也便于后续进行充电。
进一步的，所述外接单元设定模块包括至少一子单元模块，所述子单元模块包括用于设定活动部件执行运动对应的运动信息，所述运动信息包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，不同条件下的运动信息从而使活动部件执行相应的动作，从而达到控制活动部件的目的并且使运动合理化并适应教学或比赛要求。
进一步的，所述存储单元采用堆栈算法进行数据存储，所述无线传输模块控制外接单元设定模块从而控制活动部件动作的同时，所述存储单元用以存储记忆活动部件的行程数据，所述中央处理模块与存储单元间数据同步。
通过采用上述技术方案，采用堆栈算法临时存储数据，而中央处理模块采用硬盘存储，其存储数据量较大，存储单元接收新的预设信息后即同步至中央处理模块进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。
进一步的，所述中央处理模块与无线传输模块通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。
通过采用上述技术方案，间隔一段时间进行心跳信号的交互，从而确保中央处理器与无线传输模块间通讯链路没有断开，保证之后的操作能够顺利进行，同时能够有效放置信息丢失。
进一步的，所述红外传感器设在行走部顶端，所述寻迹传感器设在行走部侧壁，所述声音感应模块设在基座上，所述传感装置还包括超声波传感器，所述超声波传感器设在红外传感器旁。
通过采用上述技术方案，顶端设置的红外传感器确保机器人本体在前进时能够充分反射并吸收发射的光线，确保运动过程的稳定，增加超声波传感器进一步保证寻迹避障的稳定，从而使运动过程顺利。
进一步的，所述红外传感器、寻迹传感器和超声波传感器均包括采集模块和输出模块，所述输出模块与无线传输模块通信连接。
通过采用上述技术方案，采集模块采集路面标记反射的光信号或者声信号，从而识别标记反光差异为后与无线传输模块连接，为无线传输模块提供偏差信号，从而使机器人本体做出相应动作规避障碍或寻迹运动。
进一步的，所述中央处理模块还包含有开始/结束指令和删除指令，所述开始/结束指令控制机器人本体的起止，所述删除指令控制并删除存储单元内的数据段。
通过采用上述技术方案，开始/结束指令能够直接快速启动并停止机器人本体，删除指令能够减少存储单元内冗余数据，避免数据堆积造成的处理速度过慢，从而影响到机器人本体的运行。
综上所述，本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型提供的寻迹避障机器人模块，能够很好跨越路面局部凸起及小障碍物，且采用活动部件继续组装，结构简单，趣味性强，功能多，造价成本低，适用于玩具和教学。
2.本实用新型提供的寻迹避障机器人模块，存储单元接收新的预设信息后即同步至中央处理模块进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。
3.本实用新型提供的寻迹避障机器人模块，采集模块采集路面标记反射的光信号或者声信号，从而识别标记反光差异为后与无线传输模块连接，为无线传输模块提供偏差信号，从而使机器人本体做出相应动作规避障碍或寻迹运动。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种实施方式中提供的一种寻迹避障机器人模块的整体模块示意图；
图2为本实用新型的一种实施方式中提供的一种寻迹避障机器人模块的结构框图。
附图标记说明：
1、机器人本体；2、活动部件；21、基座；22、腰部；23、臂部；24、腕部；25、末端执行部；26、行走部；3、控制***；31、中央处理模块；311、开始/结束指令；312、删除指令；32、存储单元；33、无线传输模块；34、外接单元设定模块；341、子单元模块；3411、运动信息；35、电源模块；351、电量检测装置；4、传感装置；41、红外传感器；42、寻迹传感器；43、声音感应模块；44、超声波传感器；45、采集模块；46、输出模块。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种寻迹避障机器人模块，如图1所示，包括机器人本体1，还包括：活动部件2、控制***3和传感装置4，控制***3包括中央处理模块31、存储单元32、无线传输模块33、外接单元设定模块34和电源模块35，电源模块35为活动部件2和控制***3供电，电源模块35上还设有电量检测装置351，电量检测装置351与中央处理模块31电性连接，电源模块35供电保证其正常运作，电量检测装置351确保工作时供电稳定同时也便于后续进行充电。传感装置4包括红外传感器41、寻迹传感器42、声音感应模块43和超声波传感器44，传感装置4与无线传输模块33信号连接，传感装置4与控制***3配合控制活动部件2，从而能够有效监测到附近障碍或者寻迹标志，正确感应地面状况，并且能够很好的跨越路面局部凸起及小障碍物，且采用活动部件2继续组装，结构简单，趣味性强，功能多，造价成本低，适用于玩具和教学。
如图1所示，中央处理模块31还包含有开始/结束指令311和删除指令312，开始/结束指令311控制机器人本体1的起止，删除指令312控制并删除存储单元32内的数据段，开始/结束指令311能够直接快速启动并停止机器人本体1，删除指令312能够减少存储单元32内冗余数据，避免数据堆积造成的处理速度过慢，从而影响到机器人本体1的运行。
如图1所示，外接单元设定模块34包括至少一子单元模块341，子单元模块341包括用于设定活动部件2执行运动对应的运动信息3411，运动信息3411包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种，外接单元设定模块34用于存储并设定活动部件2的执行动作和/或设定与活动部件2对应的控制条件，通过不同条件下的运动信息3411从而使活动部件2执行相应的动作，从而达到控制活动部件2的目的并且使运动合理化并适应教学或比赛要求。存储单元32采用堆栈算法进行数据存储，无线传输模块33控制外接单元设定模块34从而控制活动部件2动作的同时，存储单元32用以存储记忆活动部件2的行程数据，中央处理模块31与存储单元32间数据同步，采用堆栈算法临时存储数据，而中央处理模块31采用硬盘存储，其存储数据量较大，存储单元32接收新的预设信息后即同步至中央处理模块31进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。
如图1所示，中央处理模块31与无线传输模块33通信连接，存储单元32接受无线传输模块33的数据且与中央处理模块31信号连接，中央处理模块31与无线传输模块33通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查，间隔一段时间进行心跳信号的交互，从而确保中央处理器与无线传输模块33间通讯链路没有断开，保证之后的操作能够顺利进行，同时能够有效放置信息丢失。
如图2所示，活动部件2包括基座21、腰部22、臂部23、腕部24、末端执行部25和行走部26，基座21、腰部22、臂部23、腕部24、末端执行部25和行走部26依次连接，基座21内设有控制***3，红外传感器41设在行走部26顶端对称两侧，寻迹传感器42设在行走部26侧壁，声音感应模块43设在基座21上，传感装置4还包括超声波传感器44，超声波传感器44设在红外传感器41旁，红外传感器41确保机器人本体1在前进时能够充分反射并吸收发射的光线，确保运动过程的稳定，增加超声波传感器44进一步保证寻迹避障的稳定，从而使运动过程顺利。红外传感器41、寻迹传感器42和超声波传感器44均包括采集模块45和输出模块46，输出模块46与无线传输模块33通信连接，采集模块45采集路面标记反射的光信号或者声信号，从而识别标记反光差异为后与无线传输模块33连接，为无线传输模块33提供偏差信号，从而使机器人本体1做出相应动作规避障碍或寻迹运动。
本寻迹避障机器人模块的工作原理和使用方法：使用前通过活动部件2拼接，后加入控制***3和传感装置4构成机器人本体1；使用时，打开电源，红外传感器41通过路面标记反射光线通过输出模块46输出高低电平给控制***3，控制***3内中央处理模块31分析数据并从存储单元32调用数据，之后通过无线传输模块33控制活动部件2做出相应运动(主要是控制外界单元设定模块进行基础设定运动)从而进行避障运动；寻迹传感器42根据标线反光差异通过输出模块46输出偏差信号给给控制***3，控制***3内中央处理模块31分析数据并从存储单元32调用数据，之后通过无线传输模块33控制活动部件2做出寻迹运动。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种寻迹避障机器人模块，包括机器人本体(1)，其特征在于，还包括：
活动部件(2)，所述活动部件(2)包括基座(21)、腰部(22)、臂部(23)、腕部(24)、末端执行部(25)和行走部(26)，所述基座(21)、腰部(22)、臂部(23)、腕部(24)、末端执行部(25)和行走部(26)依次连接，所述基座(21)内设有控制***(3)，所述活动部件(2)上设有传感装置(4)；
控制***(3)，所述控制***(3)包括中央处理模块(31)、存储单元(32)、无线传输模块(33)和外接单元设定模块(34)，所述中央处理模块(31)与无线传输模块(33)通信连接，所述存储单元(32)接受无线传输模块(33)的数据且与中央处理模块(31)信号连接，所述外接单元设定模块(34)用于存储并设定活动部件(2)的执行动作和/或设定与活动部件(2)对应的控制条件；
传感装置(4)，所述传感装置(4)包括红外传感器(41)、寻迹传感器(42)和声音感应模块(43)，所述传感装置(4)与无线传输模块(33)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述控制***(3)还包括电源模块(35)，所述电源模块(35)为活动部件(2)和控制***(3)供电，所述电源模块(35)上还设有电量检测装置(351)，所述电量检测装置(351)与中央处理模块(31)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述外接单元设定模块(34)包括至少一子单元模块(341)，所述子单元模块(341)包括用于设定活动部件(2)执行运动对应的运动信息(3411)，所述运动信息(3411)包括转动角度、转动方向、转动速度和转动时间中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述存储单元(32)采用堆栈算法进行数据存储，所述无线传输模块(33)控制外接单元设定模块(34)从而控制活动部件(2)动作的同时，所述存储单元(32)用以存储记忆活动部件(2)的行程数据，所述中央处理模块(31)与存储单元(32)间数据同步。
5.根据权利要求4所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述中央处理模块(31)与无线传输模块(33)通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。
6.根据权利要求1所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述红外传感器(41)设在行走部(26)顶端，所述寻迹传感器(42)设在行走部(26)侧壁，所述声音感应模块(43)设在基座(21)上，所述传感装置(4)还包括超声波传感器(44)，所述超声波传感器(44)设在红外传感器(41)旁。
7.根据权利要求6所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述红外传感器(41)、寻迹传感器(42)和超声波传感器(44)均包括采集模块(45)和输出模块(46)，所述输出模块(46)与无线传输模块(33)通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种寻迹避障机器人模块，其特征在于，所述中央处理模块(31)还包含有开始/结束指令(311)和删除指令(312)，所述开始/结束指令(311)控制机器人本体(1)的起止，所述删除指令(312)控制并删除存储单元(32)内的数据段。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121454056.6U CN215202004U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种寻迹避障机器人模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121454056.6U CN215202004U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种寻迹避障机器人模块 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN215202004U true CN215202004U (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=79431904
Family Applications (1)
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| CN202121454056.6U Active CN215202004U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种寻迹避障机器人模块 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215202004U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115284249A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-04 | 湖北工业大学 | 一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法 |
-
2021
- 2021-06-29 CN CN202121454056.6U patent/CN215202004U/zh active Active
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| CN115284249A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-04 | 湖北工业大学 | 一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法 |
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|
| TR01 | Transfer of patent right |