專利名稱：自動(dòng)行走機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械手，尤其是一種自動(dòng)行走機(jī)器人。
(2)背景技術(shù)機(jī)械手的控制方式可采用線控、無線電遙控、PLC編程控制等，可通過手柄、腳操縱等控制裝置或敏感裝置等實(shí)現(xiàn)其控制。數(shù)字控制技術(shù)對(duì)于不同信號(hào)軌跡要專門編程，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。
(3)發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種能自己根據(jù)路徑信號(hào)軌跡自動(dòng)判斷行走方向而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)器人。
本實(shí)用新型的另一目的是機(jī)器人的信號(hào)放大電路工作點(diǎn)、光源亮度、傳感器靈敏度等可全部獨(dú)立可調(diào)，可適應(yīng)各種環(huán)境和光照條件，線路簡(jiǎn)單，成本低廉。
自動(dòng)行走機(jī)器人包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和電子方向控制裝置。
機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、后橋驅(qū)動(dòng)與差速機(jī)構(gòu)和基板，前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括前轉(zhuǎn)向電機(jī)、轉(zhuǎn)向盤、前轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向連桿、轉(zhuǎn)向輪軸、傳感器掛架，轉(zhuǎn)向盤接于轉(zhuǎn)向電機(jī)機(jī)軸上，轉(zhuǎn)向連桿兩端分別接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪軸，轉(zhuǎn)向輪軸接前轉(zhuǎn)向輪，傳感器掛架與轉(zhuǎn)向輪軸連接；后橋驅(qū)動(dòng)與差速機(jī)構(gòu)包括主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)輪、配電板和主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)，主動(dòng)輪與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)軸連接，配電板接主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)；前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和后橋驅(qū)動(dòng)差速機(jī)構(gòu)均設(shè)于基板上。主動(dòng)輪采用差速輪。
電子方向控制裝置設(shè)有光電傳感器、光源和控制電路，光電傳感器設(shè)于傳感器掛架上，光電傳感器與控制電路的信號(hào)放大器輸入端連接，信號(hào)放大器的輸出端接前轉(zhuǎn)向電機(jī)，光源為發(fā)光二極管。
對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部分，前橋轉(zhuǎn)向采用含油軸承，后橋驅(qū)動(dòng)采用滾珠軸承，以保證運(yùn)行自如。
所說的光電傳感器可設(shè)電位器調(diào)整電路，以調(diào)整光電傳感器的靈敏度。
所說的光源可設(shè)光源亮度電位器，以調(diào)整發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。
本實(shí)用新型采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊完成一個(gè)獨(dú)立功能，遇有故障可在現(xiàn)場(chǎng)快速更換。
電子方向控制部分采用模擬控制器，可根據(jù)路徑信號(hào)軌跡的情況自動(dòng)判斷行走方向，線路簡(jiǎn)單可靠、成本低廉。信號(hào)放大電路工作點(diǎn)、光源亮度、傳感器靈敏度等全部獨(dú)立可調(diào)，可適應(yīng)各種環(huán)境和光照條件。利用行走機(jī)器人前橋兩側(cè)的半導(dǎo)體光電傳感器隨受光強(qiáng)度改變電阻的原理，通過調(diào)整微調(diào)電阻使開關(guān)晶體管工作在截止和開關(guān)兩種狀態(tài)，控制前橋轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)向方向，通過連桿驅(qū)動(dòng)前轉(zhuǎn)向橋完成方向控制。
機(jī)械傳動(dòng)部分前橋轉(zhuǎn)向采用含油軸承，后橋驅(qū)動(dòng)采用滾珠軸承，保證運(yùn)行自如。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到轉(zhuǎn)變時(shí)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的不同而采用了差速輪，并以海綿輪胎減震，驅(qū)動(dòng)力矩小，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向靈活。
使用方法1、跑道基板可使用各種白色平面材料，廣告帖字用的KT白板效果很好。
2、信號(hào)路徑軌跡使用深色帶，或用黑色材料直接描繪。
3、起步與行走置機(jī)器人于跑道上，信號(hào)軌跡位于前橋兩個(gè)光電傳感器之間。打開前橋左右傳感器光源的兩個(gè)開關(guān)，傳感器的光源開始發(fā)光，控制板上的發(fā)光二極管熄滅表示基本正常。最后打開驅(qū)動(dòng)電機(jī)行走開關(guān)，機(jī)器人開始行走。
4、控制板上電位器的調(diào)節(jié)1)信號(hào)前置放大器偏置電位器調(diào)整信號(hào)放大增益。
2)光電傳感器電位器調(diào)整光電傳感器靈敏度。
3)光源亮度電位器調(diào)整發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度。
(4)
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的控制電路原理圖。
(5)具體實(shí)施方式
如圖1所示，自動(dòng)行走機(jī)器人設(shè)有前轉(zhuǎn)向電機(jī)M1與M2、轉(zhuǎn)向盤3、前轉(zhuǎn)向輪4、轉(zhuǎn)向連桿5、轉(zhuǎn)向輪軸6、傳感器掛架7、光電傳感器A、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)M8、主動(dòng)輪9、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)10、配電板11、主控制板12、供電板13和基板14。轉(zhuǎn)向盤3設(shè)于前轉(zhuǎn)向電機(jī)M1與M2的機(jī)軸上，轉(zhuǎn)向連桿5的兩端接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪軸，轉(zhuǎn)向輪軸接前轉(zhuǎn)向輪和傳感器掛架，光電傳感器設(shè)于傳感器掛架上。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)接主動(dòng)輪，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)接配電板與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)。主控制板和供電板設(shè)于基板上。
參見圖2，本實(shí)用新型的核心控制部分是半導(dǎo)體光電傳感器A，利用半導(dǎo)體光電傳感器根據(jù)受光強(qiáng)度的大小改變其電阻的原理，將光源(發(fā)光二極管)和光敏二極管放在一塊電路板上，在白色路面上用深色電工膠帶貼出機(jī)器人的路徑信號(hào)軌跡，白色表面因光線的全反射使光敏二極管呈現(xiàn)低阻，而在機(jī)器人移動(dòng)軌跡要轉(zhuǎn)彎處，由于深色路徑表面光線被吸收而使光敏二極管呈現(xiàn)高阻。根據(jù)光感強(qiáng)度反映出電阻的不同，用工作于開關(guān)狀態(tài)的三極管控制舵機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，使機(jī)器人時(shí)刻在道路信號(hào)軌跡上運(yùn)行。光電傳感器設(shè)有靈敏度調(diào)節(jié)電位器R1、R2。光源U1、U2設(shè)亮度電位器R3、R4?？刂齐娐返男盘?hào)放大器采用三極管放大電路Q1(9013型)、Q2(8050型)、Q3(9013型)、Q4(8050型)，由偏置電位器R5、R6調(diào)整信號(hào)放大增益，其輸入端接傳感器，輸出端接前轉(zhuǎn)向電機(jī)M1、M2。供電板13為電機(jī)M1、M2、M8和控制電路供電。
權(quán)利要求1.自動(dòng)行走機(jī)器人，其特征在于包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和電子方向控制裝置；機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、后橋驅(qū)動(dòng)與差速機(jī)構(gòu)和基板，前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括前轉(zhuǎn)向電機(jī)、轉(zhuǎn)向盤、前轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向連桿、轉(zhuǎn)向輪軸、傳感器掛架，轉(zhuǎn)向盤接于轉(zhuǎn)向電機(jī)機(jī)軸上，轉(zhuǎn)向連桿兩端分別接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪軸，轉(zhuǎn)向輪軸接前轉(zhuǎn)向輪，傳感器掛架與轉(zhuǎn)向輪軸連接；后橋驅(qū)動(dòng)與差速機(jī)構(gòu)包括主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)輪、配電板和主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)，主動(dòng)輪與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)軸連接，配電板接主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和主驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)；前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和后橋驅(qū)動(dòng)差速機(jī)構(gòu)均設(shè)于基板上；電子方向控制裝置設(shè)有光電傳感器、光源和控制電路，光電傳感器設(shè)于傳感器掛架上，光電傳感器與控制電路的信號(hào)放大器輸入端連接，信號(hào)放大器的輸出端接前轉(zhuǎn)向電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)行走機(jī)器人，其特征在于主動(dòng)輪采用差速輪。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)行走機(jī)器人，其特征在于電子方向控制裝置的光源采用發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)行走機(jī)器人，其特征在于所說的光電傳感器設(shè)電位器調(diào)整電路。
5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)行走機(jī)器人，其特征在于所說的光源設(shè)光源亮度電位器。
專利摘要涉及一種自動(dòng)行走機(jī)器人。包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)和電子方向控制裝置。驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、后橋驅(qū)動(dòng)與差速機(jī)構(gòu)和基板。電子方向控制裝置設(shè)光電傳感器、光源和控制電路，傳感器與控制電路輸入端連接，輸出端接前轉(zhuǎn)向電機(jī)。采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊完成一個(gè)獨(dú)立功能，遇有故障可在現(xiàn)場(chǎng)快速更換。可根據(jù)路徑信號(hào)軌跡的情況自動(dòng)判斷行走方向，線路簡(jiǎn)單可靠、成本低廉。放大電路工作點(diǎn)、光源亮度、傳感器靈敏度獨(dú)立可調(diào)，可適應(yīng)各種環(huán)境和光照條件。利用傳感器隨受光強(qiáng)度改變電阻的原理，通過調(diào)整電阻使開關(guān)管工作在截止和開關(guān)狀態(tài)，控制前橋轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)向方向，通過連桿驅(qū)動(dòng)前轉(zhuǎn)向橋完成方向控制。驅(qū)動(dòng)力矩小，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向靈活。
文檔編號(hào)B25J5/00GK2595536SQ03201639
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者孫強(qiáng) 申請(qǐng)人:孫強(qiáng)