机器人视觉系统的制作方法

本发明涉及机器人视觉领域，特别涉及一种机器人视觉系统。

背景技术：

机器人视觉是指使机器人具有视觉感知功能的系统，是机器人系统组成的重要部分之一。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。机器视觉侧重于研究以应用为背景的专用视觉系统，只提供对执行某一特定任务相关的景物描述。机器人视觉硬件主要包括图像获取和视觉处理两部分，而图像获取由照明系统、视觉传感器、模拟－数字转换器和帧存储器等组成。根据功能不同，机器人视觉可分为视觉检验和视觉引导两种，广泛应用于电子、汽车、机械等工业部门和医学、军事领域。

然而，传统机器人视觉系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统机器人视觉系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的机器人视觉系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机器人视觉系统，包括主控制器、摄像头、第一红外测距模块、第二红外测距模块、存储器、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构、无线通讯模块和电源模块，所述主控制器分别与所述摄像头、第一红外测距模块、滤波器、驱动电机和无线通讯模块连接，所述第一红外测距模块还与所述摄像头连接，所述摄像头还与所述存储器连接，所述第二红外测距模块通过所述前置放大器与所述滤波器连接，所述壁障执行机构与所述驱动电机连接；

所述电源模块包括整流桥、第一电容、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第一电阻、第二电位器、定时器、第二电容、第三电阻、第三发光二极管、第一mos管、第四电位器、第三电容和电压输出端，所述整流桥的一个输入端连接220v交流电的一端，所述整流桥的另一个输入端连接所述220v交流电的另一端，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电容的一端、第一二极管的阳极、第一电阻的一端和第一mos管的漏极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一二极管的阴极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述定时器的第八引脚和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第三发光二极管的阳极连接，所述第三发光二极管的阴极与所述定时器的第七引脚连接，所述第一电阻的另一端分别与所述定时器的第六引脚、第二引脚、第二电位器的一个固定端和滑动端连接，所述整流桥的另一个输出端、第一电容的另一端、第二二极管的阳极、第二电位器的另一个固定端和定时器的第一引脚均接地，所述定时器的第五引脚通过所述第二电容接地，所述定时器的第三引脚与所述第一mos管的栅极连接，所述定时器的第四引脚与所述第四电位器的滑动端连接，所述第一mos管的源极分别与所述第四电位器的一个固定端、第三电容的一端和电压输出端连接，所述第四电位器的另一个固定端和第三电容的另一端均接地，所述第五电阻的阻值为35kω。

在本发明所述的机器人视觉系统中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述定时器的第三引脚连接，所述第四电容的另一端与所述第一mos管的栅极连接，所述第四电容的电容值为430pf。

在本发明所述的机器人视觉系统中，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第一电阻的一端连接，所述第四二极管的阴极与所述第一mos管的漏极连接，所述第四二极管的型号为s-272t。

在本发明所述的机器人视觉系统中，所述电源模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述定时器的第四引脚连接，所述第五二极管的阴极与所述第四电位器的滑动端连接，所述第五二极管的型号为s-352t。

在本发明所述的机器人视觉系统中，所述第一mos管为n沟道mos管。

实施本发明的机器人视觉系统，具有以下有益效果：由于设有主控制器、摄像头、第一红外测距模块、第二红外测距模块、存储器、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构、无线通讯模块和电源模块；电源模块包括整流桥、第一电容、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第一电阻、第二电位器、定时器、第二电容、第三电阻、第三发光二极管、第一mos管、第四电位器、第三电容和电压输出端，该电源模块与传统机器人视觉系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，第五电阻用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明机器人视觉系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明机器人视觉系统实施例中，该机器人视觉系统的结构示意图如图1所示。图1中，该机器人视觉系统包括主控制器1、摄像头2、第一红外测距模块3、第二红外测距模块4、存储器5、前置放大器6、滤波器7、驱动电机8、避障执行机构9、无线通讯模块10和电源模块11，其中，主控制器1分别与摄像头2、第一红外测距模块3、滤波器7、驱动电机8和无线通讯模块9连接，第一红外测距模块3还与摄像头2连接，摄像头2还与存储器5连接，第二红外测距模块4通过前置放大器6与滤波器7连接，壁障执行机构9与驱动电机8连接。

第二红外测距模块4用于接收第一红外测距模块3的红外信号，第一红外测距模块3为红外发射管，第二红外测距模块4为红外接收管。

无线通讯模块10为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用lora模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块11包括整流桥z、第一电容c1、第一二极管d1、第二二极管d2、第五电阻r5、第一电阻r1、第二电位器rp2、定时器u1、第二电容c2、第三电阻r3、第三发光二极管d3、第一mos管m1、第四电位器rp4、第三电容c3和电压输出端vo，整流桥z的一个输入端连接220v交流电的一端，整流桥z的另一个输入端连接220v交流电的另一端，整流桥z的一个输出端分别与第一电容c1的一端、第一二极管d1的阳极、第一电阻r1的一端和第一mos管m1的漏极连接，第一二极管d1的阴极分别与第一二极管d1的阴极和第五电阻r5的一端连接，第五电阻r5的另一端分别与定时器u1的第八引脚和第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第三发光二极管d3的阳极连接，第三发光二极管d3的阴极与定时器u1的第七引脚连接，第一电阻r1的另一端分别与定时器u1的第六引脚、第二引脚、第二电位器rp2的一个固定端和滑动端连接，整流桥z的另一个输出端、第一电容c1的另一端、第二二极管d2的阳极、第二电位器rp2的另一个固定端和定时器u1的第一引脚均接地，定时器u1的第五引脚通过第二电容c2接地，定时器u1的第三引脚与第一mos管m1的栅极连接，定时器u1的第四引脚与第四电位器rp4的滑动端连接，第一mos管m1的源极分别与第四电位器rp4的一个固定端、第三电容c3的一端和电压输出端vo连接，第四电位器rp4的另一个固定端和第三电容c3的另一端均接地。

该电源模块11与传统机器人视觉系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。第五电阻r5为限流电阻，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第五电阻r5的阻值为35kω，当然，在实际应用中，第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，定时器u1的型号为ne7555。

该电源模块11的工作原理如下：220v交流电首先由整流桥z整流，获得100hz的脉动直流电，其最高峰值可达320v，定时器u1及其外围阻容件组成市电过零控制电路，脉动直流电经第一二极管d1隔离降压、第二二极管d2稳压后为定时器u1提供稳定供电，第一电阻r1、第二电位器rp2组成市电检测分压电路，一般脉动直流电过零电压低于14v时，定时器u1的第二引脚被触发，定时器u1的的第三引脚输出高电平，第一mos管m1导通，脉动直流电通过第一mos管m1对第三电容c3迅速充电，最大瞬时电流可达5a以上，第四电位器rp4及定时器u1的第四引脚组成电压反馈控制电路，调节第四电位器rp4可获得6～12v的输出电压，只要定时器u1的第四引脚的电压大于0.7v，定时器u1即被总复位，定时器u1的第三引脚输出低电平，第一mos管m1截止。这样，除第一mos管m1导通时间外，第三电容c3保持向主控制器1输出电流，第三电容c3可以保证最大输出电流达120ma时仍有稳定的输出电压，第三电阻r3和第三发光二极管d3为供电指示电路，由于定时器u1的第七引脚内晶体管的导通与定时器u1的第三引脚输出高电平错开，这就减轻了控制电路的耗电，保证了控制电路工作的可靠，另外，采用定时器u1的第六引脚与定时器u1的第二引脚的共同对市电检测，还使电路具有过压闭锁功能。

本实施例中，第一mos管m1为n沟道mos管。当然，在实际应用中，第一mos管m1也可以采用p沟道mos管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块11还包括第四电容c4，第四电容c4的一端与定时器u1的第三引脚连接，第四电容c4的另一端与第一mos管m1的栅极连接。第四电容c4为耦合电容，用于防止定时器u1与第一mos管m1之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容c4的电容值为430pf，当然，在实际应用中，第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块11还包括第四二极管d4，第四二极管d4的阳极与第一电阻r1的一端连接，第四二极管d4的阴极与第一mos管m1的漏极连接。第四二极管d4为限流二极管，用于对第一mos管m1的漏极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四二极管d4的型号为s-272t，当然，在实际应用中，第四二极管d4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块11还包括第五二极管d5，第五二极管d5的阳极与定时器u1的第四引脚连接，第五二极管d5的阴极与第四电位器rp4的滑动端连接。第五二极管d5为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五二极管d5的型号为s-352t，当然，在实际应用中，第五二极管d5也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

总之，本实施例中，该电源模块11与传统机器人视觉系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。该电源模块11中设有限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。