一种带行走状态判断随动装置及方法
【专利摘要】本发明属于小家电制造技术领域，公开一种带行走状态判断随动装置及方法，该装置包括：码盘、浮动板、中心轴、光耦、支架、随动轮、从动轴、皮带，所述随动轮轴通过皮带与垂直向的从动轴皮带传动连接，所述随动轮与中心轴之间设置有第一轴承，用于减小摩擦；中心轴固定在旋转360度的支架上，支架通过第二轴承与浮动板连接一起；所述码盘固定在从动轴上，从动轴与浮动板之间设置有第三轴承；固定在浮动板上的光耦通过导线与单片机系统相连。本发明能够与驱动电机和驱动轮以及单片机系统组成整体的带行走状态判断装置的自移动机器人，以实现多方向自由移动，其结构简单，传动效率高且灵敏准确，体积较小，用途广泛，可适用于多种自移动机器人。
【专利说明】
一种带行走状态判断随动装置及方法
技术领域
[0001]
本发明属于小家电制造技术领域，具体涉及一种带行走状态判断装置的自移动机器人及方法。
【背景技术】
[0002]自移动机器人多出现在家电领域，例如:擦窗机器人。目前市场上有三种检测结构应用较广，其一，在驱动轮上安装码盘，码盘随着驱动轮的旋转而旋转，单片机单元通过与码盘对接的光耦发出的脉冲信号来判断自移动机器人的行走距离。但是当玻璃表面水渍较多时，擦窗机器人容易出现打滑现象，这时会导致机器人的判断失误，不利于擦窗机器人的有效工作。
[0003]其二，一些其他自移动机器人会在设备的前进方向安装感应板，即当机器人前进中遇到障碍是会发出感应信号，这时机器人判断前方有障碍物或者已到边界。这样的设计方案会加大机器人的体积，且制造成本较高。
[0004]其三，目前市场上较常见一种是单方向行走的状态判断装置，该装置由驱动件和从动件组成，从动件通过齿轮组带动码盘转动，码盘与光耦对接，通过对码盘产生的脉冲信号和驱动件感应信号分析判断机器人的行走状态。但缺点是机器人行走方向转变时，该从动件也必须调整方向，灵活性较差。
【发明内容】
[0005]本发明设计目的是针对以上缺点，提出一种带行走的状态判断随动装置及方法。该装置的随动轮与自移动机器人的驱动轮两者相结合，随动轮产生的脉冲信号和驱动轮产生的感应信号以及驱动电机的电流信号共同传递单片机系统，由该装置输出的脉冲信号判断机器人是否处于移动状态，驱动轮输出的感应信号和电流信号判断机器人是处于打滑状态还是遇到障碍物的碰撞状态，该装置设计精巧，判断灵敏，在机器人转向时会自动调整转动方向。
[0006]本发明的目的主要由以下技术实现:
一种带行走状态判断随动装置，包括:码盘10、浮动板11、中心轴12、光耦13、支架14、随动轮15、从动轴16、皮带17，所述随动轮15轮轴通过皮带与垂直向的从动轴16皮带传动连接，所述随动轮15与中心轴12之间设置有第一轴承，用于减小摩擦；中心轴(12)固定在旋转360度的支架(14)上，支架(14)通过第二轴承与浮动板(11)连接一起;所述码盘(10)固定在从动轴(16)上，从动轴(16)与浮动板(11)之间设置有第三轴承;所述光耦(13)固定在浮动板(11)上，光耦(13)与高精度码盘(10)对接组成脉冲信号发射装置，脉冲信号发射装置光耦(13)输出端通过导线与单片机系统相连。
[0007]—种带行走状态判断随动装置，所述皮带17为橡胶带或者同步带、弹力带，两中心轴线垂直。
[0008]—种带行走状态判断随动装置，所述的浮动板(11)四角处设有四个导向孔，对角方向导向孔的距离大于随动轮(15)的回转半径，浮动板(11)上下移动距离为6mm，导向柱固定在机器人上，压簧压着浮动板使之与行走表面接触。
[0009]—种带行走状态判断随动装置，所述的支架(14)与浮动板(11)之间的第二轴承，第二轴承上端面与浮动板(11)凸台相抵靠，轴承下端面与支架(14)上的安装槽相抵靠，构成360度旋转支架。
[0010]一种带行走状态判断随动装置，所述从动轴(16)的最低端面低于随动轮(15)的中心轴线。
[0011]—种带行走状态判断随动装置，所述码盘10为高精度码盘。
[0012]—种带行走状态判断随动的方法，将脚轮作为随动轮，以从动轴为中心，实现多方向自由移动，其步骤如下:
1)将随动轮固定在360度旋转支架上；
2)将从动杆与码盘安装在一起，与旋转支架共同固定在浮动板上，浮动板由弹簧和导柱支撑;浮动板一端由限位块限位，另一端由弹簧支撑，导柱对浮动板起导向作用，使随动轮与行走表面紧密贴紧；
3)通过光耦与码盘对接产生脉冲信号；
4)单片机系统采集随动装置光耦(13)发出的脉冲信号与自移动机器人驱动装置的电流信号、感应信号进行处理，对机器人进行行走状态判断。
[0013]由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性:
本发明由随动轮、从动杆、皮带、中心轴、支架、浮动板、码盘和光耦板组成，单片机系统采集随动装置发出的脉冲信号和自移动机器人驱动装置的电流信号、感应信号，对机器人进行行走状态判断。能够与驱动电机和驱动轮以及单片机系统组成整体的带行走状态判断装置的自移动机器人，以实现多方向自由移动，且转向灵活，其结构简单，传动效率高且灵敏准确，体积较小，用途广泛，可适用于多种自移动机器人。
[0014]本发明是基于万向轮结构技术，随动轮固定在可以360度旋转的支架上，从动杆与码盘安装在一起与旋转支架共同固定在浮动板上，浮动板由弹簧和导柱支撑，光耦与码盘对接产生脉冲信号。
【附图说明】
[0015]图1为本带行走状态判断随动装置结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0016]带行走自移动机器人的状态判断装置应当包括驱动部分、随动部分以及单片机单元，本发明提供一种可实现万向移动的随动装置。
[0017]如图1、2、3所示，一种带行走状态判断随动装置，包括:码盘10、浮动板11、中心轴
12、光耦13、支架14、随动轮15、从动轴16、皮带17，所述随动轮15轮轴通过皮带与垂直向的从动轴16皮带传动连接，所述随动轮15与中心轴12之间设置有第一轴承，用于减小摩擦；中心轴(12)固定在旋转360度的支架(14)上，支架(14)通过第二轴承与浮动板(I I)连接一起；所述码盘(10)固定在从动轴(16)上，从动轴(16)与浮动板(11)之间设置有第三轴承;所述光耦(13)固定在浮动板(11)上，光耦(13)与高精度码盘(10)对接组成脉冲信号发射装置，脉冲信号发射装置光耦(13)输出端通过导线与单片机系统相连。
[0018]所述的浮动板(11)四角处设有四个导向孔，对角方向导向孔的距离大于随动轮
(15)的回转半径，浮动板(11)上下移动距离为6mm，导向柱固定在机器人上，压簧压着浮动板使之与行走表面接触。
[0019]所述的支架(14)与浮动板(11)之间的第二轴承，第二轴承上端面与浮动板(11)凸台相抵靠，轴承下端面与支架(14)上的安装槽相抵靠，构成360度旋转支架。所述从动轴
(16)的最低端面低于随动轮(15)的中心轴线。所述皮带17为橡胶带或者同步带、弹力带，两中心轴线垂直。所述码盘10为高精度码盘。
[0020]图1和图2相结合可以看到随动结构包括高精度码盘10、浮动板11、中心轴12、光耦
13、支架14、随动轮15、从动轴16、皮带17。随动轮15与从动轴16之间为皮带17传动，可以选择橡胶带或者同步带，两中心轴线垂直。随动轮15与中心轴12之间摩擦应减小，在设计中加入了轴承。支架14与浮动板11之间安装了轴承，可以实现支架360度旋转，在机器人各个方向移动中，随动轮15也会随之转向。浮动板11与从动轴16之间安装了轴承，使从动轴16可以低摩擦转动，由于随动轮15与从动轴16为增速传动，所以高精度码盘10更加灵敏，与之对接的光耦13输出的脉冲信号频率更高。为保证随动轮15与行走表面紧密贴合，在浮动板11四角处留有导向孔，直径为3.3，导柱一端有限位块，限制随动结构的最低位，另一端安装压簧，对浮动板11产生压力，使浮动板11上下移动时都能与行走表面贴紧。
【主权项】
1.一种带行走状态判断随动装置，包括:码盘10、浮动板11、中心轴12、光耦13、支架14、随动轮15、从动轴16、皮带17，所述随动轮15轮轴通过皮带与垂直向的从动轴16皮带传动连接，所述随动轮15与中心轴12之间设置有第一轴承，用于减小摩擦；中心轴(12)固定在旋转360度的支架(14)上，支架(14)通过第二轴承与浮动板(11)连接一起;所述码盘(10)固定在从动轴(16)上，从动轴(16)与浮动板(11)之间设置有第三轴承;所述光耦(13)固定在浮动板(11)上，光耦(13)与高精度码盘(10)对接组成脉冲信号发射装置，脉冲信号发射装置光耦(13)输出端通过导线与单片机系统相连。2.如权利要求1所述的一种带行走状态判断随动装置，其特征在于，所述皮带17为橡胶带或者同步带、弹力带，两中心轴线垂直。3.如权利要求1所述的一种带行走状态判断随动装置，其特征在于，所述的浮动板(11)四角处设有四个导向孔，对角方向导向孔的距离大于随动轮(15)的回转半径，浮动板(11)上下移动距离为6mm，导向柱固定在机器人上，压簧压着浮动板使之与行走表面接触。4.如权利要求1所述的一种带行走状态判断随动装置，其特征在于，所述的支架(14)与浮动板(11)之间的第二轴承，第二轴承上端面与浮动板(11)凸台相抵靠，轴承下端面与支架(14)上的安装槽相抵靠，构成360度旋转支架。5.如权利要求1所述的一种带行走状态判断随动装置，其特征在于，所述从动轴(16)的最低端面低于随动轮(15)的中心轴线。6.如权利要求1所述的一种带行走状态判断随动装置，其特征在于，所述码盘10为高精度码盘。7.一种带行走状态判断随动的方法，将脚轮作为随动轮，以从动轴为中心，实现多方向自由移动，其步骤如下: 1)将随动轮固定在360度旋转支架上； 2)将从动杆与码盘安装在一起，与旋转支架共同固定在浮动板上，浮动板由弹簧和导柱支撑;浮动板一端由限位块限位，另一端由弹簧支撑，导柱对浮动板起导向作用，使随动轮与行走表面紧密贴紧； 3)通过光耦与码盘对接产生脉冲信号； 4)单片机系统采集随动装置光耦(13)发出的脉冲信号与自移动机器人驱动装置的电流信号、感应信号进行处理，对机器人进行行走状态判断。
【文档编号】A47L1/02GK105919504SQ201610488839
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】孙立新, 董玉召
【申请人】洛阳圣瑞智能机器人有限公司