一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，包括底座和控制器，所述底座為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)一側(cè)設(shè)置有所述控制器，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述控制器電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)上方安裝有旋轉(zhuǎn)臺，所述旋轉(zhuǎn)臺外側(cè)設(shè)置有支撐軸承。有益效果在于：通過所述超聲波檢測探頭和所述激光檢測探頭相結(jié)合實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在單一范圍內(nèi)對障礙物檢測的全面性；在檢測過程中，所述旋轉(zhuǎn)臺可帶動所述超聲波檢測探頭和所述激光檢測探頭旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)360°無死角探測；當(dāng)所述超聲波檢測探頭檢測到障礙物的方位后，所述擺動機(jī)構(gòu)將驅(qū)動所述激光檢測探頭轉(zhuǎn)向該障礙物，對其進(jìn)行精確定位，便于機(jī)器人做出準(zhǔn)確的避障動作。

A robot obstacle avoidance device based on laser and ultrasonic ranging fusion technology

The utility model discloses a robot obstacle avoidance device based on laser and ultrasonic ranging and fusion technology, which comprises a base and a controller. The base is a cavity structure, a rotating motor is installed inside the cavity, and a controller is arranged on one side of the rotating motor, and the rotating motor is electrically connected with the controller. A rotating table is arranged above the rotary motor, and a supporting bearing is arranged outside the rotary table. The beneficial effect is that the robot can detect the obstacle in a single range by combining the ultrasonic detection probe and the laser detection probe; in the process of detection, the rotary table can drive the ultrasonic detection probe and the laser detection probe to rotate, and realize the 360 degree without dead angle detection; After the ultrasonic detection probe detects the azimuth of the obstacle, the oscillating mechanism will drive the laser detection probe to the obstacle and accurately locate it so that the robot can make accurate obstacle avoidance action.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置
本技術(shù)涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置。
技術(shù)介紹
機(jī)器人是近幾年來科技發(fā)展的產(chǎn)物，它可接受人類的指揮，自動執(zhí)行任務(wù)，多用于生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)或危險(xiǎn)的工作，用以協(xié)助或取代人工工作。機(jī)器人包括驅(qū)動系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動和動作執(zhí)行，檢測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對物體位置的自動識別，而控制系統(tǒng)則是控制驅(qū)動系統(tǒng)動作，并對檢測系統(tǒng)的檢測信號進(jìn)行分析，并最終反饋給驅(qū)動系統(tǒng)，控制驅(qū)動系統(tǒng)做出相應(yīng)動作，其中，檢測系統(tǒng)包括各關(guān)節(jié)位置、速度以及獲取機(jī)器人的作業(yè)對象及外界環(huán)境等方面的信息。避障裝置則是機(jī)器人檢測系統(tǒng)中的一部分，它可對機(jī)器人的周邊環(huán)境進(jìn)行檢測，并對阻礙機(jī)器人動作的障礙物的距離和方位進(jìn)行探測，傳送至控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)控制驅(qū)動系統(tǒng)做出相應(yīng)避讓動作。現(xiàn)有機(jī)器人的避障裝置大多為單方向檢測，檢測范圍較小，而為提高檢測范圍，有些機(jī)器人四周布設(shè)有多個探測器，因此使得避障裝置的成本也大大提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人避障裝置檢測范圍小，以及具有多方位檢測功能的避障裝置成本較高等技術(shù)問題。本技術(shù)提供的諸多技術(shù)方案中優(yōu)選的技術(shù)方案具有：通過對激光檢測和超聲波檢測技術(shù)的融合，提高單方向避障裝置的檢測范圍，并在檢測時可通過所述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使其在360°范圍內(nèi)均可檢測等技術(shù)效果，詳見下文闡述。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了以下技術(shù)方案：本技術(shù)提供的一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，包括底座和控制器，所述底座為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)一側(cè)設(shè)置有所述控制器，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述控制器電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)上方安裝有旋轉(zhuǎn)臺，所述旋轉(zhuǎn)臺外側(cè)設(shè)置有支撐軸承，所述支撐軸承鑲嵌在所述底座上，所述旋轉(zhuǎn)臺上方設(shè)置有與斜轉(zhuǎn)臺，所述斜轉(zhuǎn)臺與所述旋轉(zhuǎn)臺連為一體；所述斜轉(zhuǎn)臺的斜面上安裝有超聲波檢測探頭，所述超聲波檢測探頭與所述控制器電連接，所述斜轉(zhuǎn)臺上方設(shè)置有球形座，所述球形座的表面設(shè)置有擺動軌道，所述擺動軌道為圓弧形，且該圓弧與所述球形座同心，所述球形座為薄殼形，內(nèi)部設(shè)置有擺動機(jī)構(gòu)；所述擺動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動齒輪和擺動齒輪，所述驅(qū)動齒輪通過螺栓安裝在所述斜轉(zhuǎn)臺的上表面，所述驅(qū)動齒輪與所述控制器電連接，所述驅(qū)動齒輪上方設(shè)置有與其嚙合的雙面齒條，所述雙面齒條底部設(shè)置有支撐滑座，所述支撐滑座共有兩個，分別設(shè)置在所述驅(qū)動齒輪兩側(cè)，且所述支撐滑座底部通過螺栓固定在所述斜轉(zhuǎn)臺上，所述支撐滑座與所述雙面齒條滑動配合，所述雙面齒條的上方設(shè)置有所述擺動齒輪，所述擺動齒輪的中心安裝有中心軸，所述中心軸位于所述球形座的直徑線上，且所述中心軸兩端通過軸承固定在所述球形座上，所述擺動齒輪的側(cè)面焊接有連接桿，所述連接桿的頭部安裝有滑塊，所述滑塊安裝在所述擺動軌道上，并與所述擺動軌道滑動配合，所述滑塊上安裝有激光檢測探頭。采用上述一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，所述超聲波檢測探頭的檢測方位朝向側(cè)上方，對機(jī)器人側(cè)上方的障礙物進(jìn)行探測，所述激光檢測探頭的檢測方位朝向側(cè)下方，對機(jī)器人側(cè)下方的障礙物進(jìn)行探測，從而使避障裝置在單一檢測范圍內(nèi)，保證檢測的全面性，在檢測過程中，所述旋轉(zhuǎn)臺帶動所述斜轉(zhuǎn)臺以及安裝在所述斜轉(zhuǎn)臺上方的所述球形座一起轉(zhuǎn)動，使所述超聲波檢測探頭和所述激光檢測探頭實(shí)現(xiàn)360°無死角探測，當(dāng)所述超聲波檢測探頭檢測到側(cè)上方空間內(nèi)出現(xiàn)某一障礙物時，所述驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動所述雙面齒條向所述激光檢測探頭一側(cè)移動，使得與所述雙面齒條相嚙合的所述擺動齒輪繞所述中心軸逆時針轉(zhuǎn)動，使安裝在所述連接桿上的所述滑塊沿所述擺動軌道向上滑動，帶動所述激光檢測探頭向上轉(zhuǎn)，對所述超聲波檢測探頭所探測到的障礙物進(jìn)行精確定位，并傳送至所述控制器，從而使機(jī)器人做出準(zhǔn)確的避障動作，所述控制器接收到該檢測信息后，所述驅(qū)動齒輪反轉(zhuǎn)，帶動所述雙面齒條向回縮，使所述擺動齒輪帶動所述激光檢測探頭返回至原始位置，繼續(xù)對機(jī)器人的側(cè)下方障礙物進(jìn)行探測。作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸為花鍵軸，所述旋轉(zhuǎn)臺的中心設(shè)置有花鍵槽，所述旋轉(zhuǎn)臺通過該花鍵槽與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸連接。作為優(yōu)選，所述斜轉(zhuǎn)臺的錐形圓臺，該錐形圓臺的斜度為50°-75°。作為優(yōu)選，所述超聲波檢測探頭與所述擺動軌道在同一平面內(nèi)。作為優(yōu)選，所述球形座為四分之三的球體，所述擺動軌道所占的弧線對應(yīng)的角度為130°。作為優(yōu)選，所述雙面齒條的上下表面均設(shè)置有齒，所述雙面齒條的兩側(cè)面對稱設(shè)置有T型滑槽，所述雙面齒條通過該T型滑槽滑動安裝在所述支撐滑座上。作為優(yōu)選，所述驅(qū)動齒輪包括與其連接的驅(qū)動電機(jī)。有益效果在于：1、本技術(shù)能夠通過所述超聲波檢測探頭和所述激光檢測探頭相結(jié)合實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在單一范圍內(nèi)對障礙物檢測的全面性；2、在檢測過程中，所述旋轉(zhuǎn)臺可帶動所述超聲波檢測探頭和所述激光檢測探頭旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)360°無死角探測；3、當(dāng)所述超聲波檢測探頭檢測到障礙物的方位后，所述擺動機(jī)構(gòu)將驅(qū)動所述激光檢測探頭轉(zhuǎn)向該障礙物，對其進(jìn)行精確定位，便于機(jī)器人做出準(zhǔn)確的避障動作。附圖說明為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術(shù)的主視圖；圖2是本技術(shù)的前視圖；圖3是本技術(shù)的擺動機(jī)構(gòu)放大圖；圖4是本技術(shù)的雙面齒輪斷面放大圖；圖5是本技術(shù)的球形座空間立體圖；圖6是本技術(shù)圖5的局部放大圖。附圖標(biāo)記說明如下：1、底座；2、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；3、旋轉(zhuǎn)臺；4、支撐軸承；5、斜轉(zhuǎn)臺；6、擺動機(jī)構(gòu)；601、驅(qū)動齒輪；602、支撐滑座；603、雙面齒條；604、擺動齒輪；605、中心軸；606、滑塊；7、球形座；8、擺動軌道；9、連接桿；10、激光檢測探頭；11、超聲波檢測探頭；12、控制器。具體實(shí)施方式為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本技術(shù)所保護(hù)的范圍。參見圖1-圖6所示，本技術(shù)提供了一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，包括底座1和控制器12，底座1為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)2，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2一側(cè)設(shè)置有控制器12，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2與控制器12電連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)2上方安裝有旋轉(zhuǎn)臺3，旋轉(zhuǎn)臺3外側(cè)設(shè)置有支撐軸承4，支撐軸承4鑲嵌在底座1上，旋轉(zhuǎn)臺3上方設(shè)置有與斜轉(zhuǎn)臺5，斜轉(zhuǎn)臺5與旋轉(zhuǎn)臺3連為一體；斜轉(zhuǎn)臺5的斜面上安裝有超聲波檢測探頭11，超聲波檢測探頭11與控制器12電連接，斜轉(zhuǎn)臺5上方設(shè)置有球形座7，球形座7的表面設(shè)置有擺動軌道8，擺動軌道8為圓弧形，且該圓弧與球形座7同心，球形座7為薄殼形，內(nèi)部設(shè)置有擺動機(jī)構(gòu)6；擺動機(jī)構(gòu)6包括驅(qū)動齒輪601和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，其特征在于：包括底座(1)和控制器(12)，所述底座(1)為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)一側(cè)設(shè)置有所述控制器(12)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)與所述控制器(12)電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)上方安裝有旋轉(zhuǎn)臺(3)，所述旋轉(zhuǎn)臺(3)外側(cè)設(shè)置有支撐軸承(4)，所述支撐軸承(4)鑲嵌在所述底座(1)上，所述旋轉(zhuǎn)臺(3)上方設(shè)置有與斜轉(zhuǎn)臺(5)，所述斜轉(zhuǎn)臺(5)與所述旋轉(zhuǎn)臺(3)連為一體；所述斜轉(zhuǎn)臺(5)的斜面上安裝有超聲波檢測探頭(11)，所述超聲波檢測探頭(11)與所述控制器(12)電連接，所述斜轉(zhuǎn)臺(5)上方設(shè)置有球形座(7)，所述球形座(7)的表面設(shè)置有擺動軌道(8)，所述擺動軌道(8)為圓弧形，且該圓弧與所述球形座(7)同心，所述球形座(7)為薄殼形，內(nèi)部設(shè)置有擺動機(jī)構(gòu)(6)；所述擺動機(jī)構(gòu)(6)包括驅(qū)動齒輪(601)和擺動齒輪(604)，所述驅(qū)動齒輪(601)通過螺栓安裝在所述斜轉(zhuǎn)臺(5)的上表面，所述驅(qū)動齒輪(601)與所述控制器(12)電連接，所述驅(qū)動齒輪(601)上方設(shè)置有與其嚙合的雙面齒條(603)，所述雙面齒條(603)底部設(shè)置有支撐滑座(602)，所述支撐滑座(602)共有兩個，分別設(shè)置在所述驅(qū)動齒輪(601)兩側(cè)，且所述支撐滑座(602)底部通過螺栓固定在所述斜轉(zhuǎn)臺(5)上，所述支撐滑座(602)與所述雙面齒條(603)滑動配合，所述雙面齒條(603)的上方設(shè)置有所述擺動齒輪(604)，所述擺動齒輪(604)的中心安裝有中心軸(605)，所述中心軸(605)位于所述球形座(7)的直徑線上，且所述中心軸(605)兩端通過軸承固定在所述球形座(7)上，所述擺動齒輪(604)的側(cè)面焊接有連接桿(9)，所述連接桿(9)的頭部安裝有滑塊(606)，所述滑塊(606)安裝在所述擺動軌道(8)上，并與所述擺動軌道(8)滑動配合，所述滑塊(606)上安裝有激光檢測探頭(10)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于激光和超聲波測距融合技術(shù)的機(jī)器人避障裝置，其特征在于：包括底座(1)和控制器(12)，所述底座(1)為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)一側(cè)設(shè)置有所述控制器(12)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)與所述控制器(12)電連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)上方安裝有旋轉(zhuǎn)臺(3)，所述旋轉(zhuǎn)臺(3)外側(cè)設(shè)置有支撐軸承(4)，所述支撐軸承(4)鑲嵌在所述底座(1)上，所述旋轉(zhuǎn)臺(3)上方設(shè)置有與斜轉(zhuǎn)臺(5)，所述斜轉(zhuǎn)臺(5)與所述旋轉(zhuǎn)臺(3)連為一體；所述斜轉(zhuǎn)臺(5)的斜面上安裝有超聲波檢測探頭(11)，所述超聲波檢測探頭(11)與所述控制器(12)電連接，所述斜轉(zhuǎn)臺(5)上方設(shè)置有球形座(7)，所述球形座(7)的表面設(shè)置有擺動軌道(8)，所述擺動軌道(8)為圓弧形，且該圓弧與所述球形座(7)同心，所述球形座(7)為薄殼形，內(nèi)部設(shè)置有擺動機(jī)構(gòu)(6)；所述擺動機(jī)構(gòu)(6)包括驅(qū)動齒輪(601)和擺動齒輪(604)，所述驅(qū)動齒輪(601)通過螺栓安裝在所述斜轉(zhuǎn)臺(5)的上表面，所述驅(qū)動齒輪(601)與所述控制器(12)電連接，所述驅(qū)動齒輪(601)上方設(shè)置有與其嚙合的雙面齒條(603)，所述雙面齒條(603)底部設(shè)置有支撐滑座(602)，所述支撐滑座(602)共有兩個，分別設(shè)置在所述驅(qū)動齒輪(601)兩側(cè)，且所述支撐滑座(602)底部通過螺栓固定在所述斜轉(zhuǎn)臺(5)上，所述支撐滑座(602)與所述雙面齒條(603)滑動配合，所述雙面齒條(603)的上方設(shè)置有所述擺動齒輪(604)，所述擺動齒輪(604)的中心安裝有中心軸(605)，所述中心軸(60...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱和平，
申請(專利權(quán))人：深圳市云電機(jī)器人技術(shù)有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44