一种机器人轮胎磨损自校正系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种器人轮胎磨损自校正系统，通过对机器人行走距离的测定，机器人行动轮的转数以及行动轮轮胎直径的监测，实时准确获取机器人的当前运行状态，根据轮胎的实际直径监测获取机器人实际的运行速率，便于准确掌控机器人的运行状态。而当轮胎磨损量超出误差范围值时，警报装置启动，提醒监测人员应该更换轮胎，确保机器人的正常运行，进而确保机器人能够在合适的位置自动返航充电。
【专利说明】
一种机器人轮胎磨损自校正系统
技术领域
[0001]本实用新型属于机器人领域，具体涉及一种机器人轮胎磨损自校正系统。
【背景技术】
[0002]机器人在长时间的行走过程中，其底部的行动轮通常为橡胶轮胎，由于长时间地与地面相互摩擦，橡胶轮胎总会有一定的磨损，影响机器人的运行速率。而磨损后的轮胎影响机器人运行速率的同时，也影响监控人员对于机器人运行速率的监测。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种器人轮胎磨损自校正系统，能够阶段性地对轮胎进行检测，以确保机器人正常运行，同时确保监测的机器人运行速率的准确性，便于准确确定机器人返航充电的位置。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型的具体技术方案如下:
[0005]—种机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，包括:轮胎磨损量检测装置和机器人，所述机器人上设有驱动装置、为所述驱动装置提供动力的蓄电池、行动轮、计量机器人运行距离的里程计数装置、行动轮的转数计量装置、报警装置以及主控装置;所述驱动装置与所述行动轮连接；
[0006]所述主控装置与所述驱动装置、里程计数装置、转数计量装置、报警装置相连，所述主控装置包括:
[0007]计数模块，获取所述里程计数装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际行走距离;获取所述行动轮的转数计量装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际转数；
[0008]运行速率监测模块，接收所述实际行走距离和所述实际转数，获得机器人的运行速率；
[0009]存储模块，存储行动轮在预设的行走距离内所需的额定转数;接收所述实际行走距离信息和实际转数;将所述实际行走距离与所述预设的行走距离比对，达到预设的行走距离后，将所述实际转数与所述额定转数比对，当实际转数大于额定转数时，确定行动轮的轮胎受损，发送驱动信息至所述驱动装置，驱动所述行动轮带动机器人进入检测区域进行检测；
[0010]所述轮胎磨损量检测装置，对进入检测区域的机器人行动轮上轮胎的直径进行测量，测量到轮胎当前直径小于原始直径时，当减小量在预设误差范围内，记录轮胎的实际直径数值，并根据实际直径数值监测获得机器人的实际运行速率；当检测轮胎当前直径的减小量超出预设误差范围时，发送启动信号至所述报警装置。
[0011 ]本实用新型提供的机器人轮胎磨损自校系统，通过对机器人行走距离的测定，机器人行动轮的转数以及行动轮轮胎直径的监测，实时准确获取机器人的当前运行状态，根据轮胎的实际直径监测获取机器人实际的运行速率，便于准确掌控机器人的运行状态。而当轮胎磨损量超出误差范围值时，警报装置启动，提醒监测人员应该更换轮胎，确保机器人的正常运行，进而确保机器人能够在合适的位置自动返航充电。
[0012]进一步地，所述驱动装置为伺服电机。
[0013]进一步地，还包括拍摄三维图像的拍摄装置和进行二维扫描的激光扫描装置；
[0014]所述存储模块，存储机器人行走路径的三维立体地图；接收所述计数模块计量的行走距离，根据所述行走距离确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置;获取所述拍摄装置拍摄的三维图像和所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据，将其分别与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置；
[0015]里程计数装置，获取机器人当前精确位置的二维坐标数据，计量机器人从上一个起始位置行走至当前精确位置的实际行走距离。
[0016]进一步地，所述拍摄装置为双目立体相机。
[0017]进一步地，所述激光扫描装置为激光扫描仪，所述激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为± 15mm，扫描的最大距离为80米。
[0018]进一步地，所述里程计数装置为码盘。
[0019]进一步地，所述机器人还包括头部，所述拍摄装置、激光扫描装置以及报警装置均设在所述头部。
[0020]进一步地，所述报警装置为报警灯或者报警铃。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型提供的一种机器人防撞控制系统结构图；
[0022]1.机器人，2.头部，3.行动轮，4.驱动装置，5.蓄电池，6.里程计数装置，7.转数计量装置，8.报警装置，9.拍摄装置，10.激光扫描装置，11.主控装置，11-1.计数模块，11-2.运行速率监测模块，11-3.存储模块;12.轮胎磨损量检测装置。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的实施方式进行说明。
[0024]如图1所示，一种机器人轮胎磨损自校正系统，包括:轮胎磨损量检测装置和机器人，所述机器人上设有驱动装置、为所述驱动装置提供动力的蓄电池、行动轮、计量机器人运行距离的里程计数装置、行动轮的转数计量装置、报警装置以及主控装置;所述驱动装置与所述行动轮连接；
[0025]所述主控装置与所述驱动装置、里程计数装置、转数计量装置、报警装置相连，所述主控装置包括:
[0026]计数模块，获取所述里程计数装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际行走距离;获取所述行动轮的转数计量装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际转数；
[0027]运行速率监测模块，接收所述实际行走距离和所述实际转数，获得机器人的运行速率；
[0028]存储模块，存储行动轮在预设的行走距离内所需的额定转数;接收所述实际行走距离信息和实际转数;将所述实际行走距离与所述预设的行走距离比对，达到预设的行走距离后，将所述实际转数与所述额定转数比对，当实际转数大于额定转数时，确定行动轮的轮胎受损，发送驱动信息至所述驱动装置，驱动所述行动轮带动机器人进入检测区域进行检测；
[0029]所述轮胎磨损量检测装置，对进入检测区域的机器人行动轮上轮胎的直径进行测量，测量到轮胎当前直径小于原始直径时，当减小量在预设误差范围内，记录轮胎的实际直径数值，并根据实际直径数值监测获得机器人的实际运行速率；当检测轮胎当前直径的减小量超出预设误差范围时，发送启动信号至所述报警装置。
[0030]其中的驱动装置优选为伺服电机。伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
[0031]为了精确确定机器人的当前位置，判断机器人的行走距离是否达到预设行走距离，优选还包括拍摄三维图像的拍摄装置和进行二维扫描的激光扫描装置；
[0032]所述存储模块，存储机器人行走路径的三维立体地图；接收所述计数模块计量的行走距离，根据所述行走距离确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置;获取所述拍摄装置拍摄的三维图像和所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据，将其分别与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置；
[0033]里程计数装置，获取机器人当前精确位置的二维坐标数据，计量机器人从上一个起始位置行走至当前精确位置的实际行走距离。
[0034]优选拍摄装置为双目立体相机。激光扫描装置为激光扫描仪，所述激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为± 15mm，扫描的最大距离为80米。
[0035]优选里程计数装置为码盘(encoding disk)，也叫里程计，测量角位移的数字编码器。它具有分辨能力强、测量精度高和工作可靠等优点，是测量轴转角位置的一种最常用的位移传感器。本方案中码盘主要采用脉冲计数，每个脉冲车轮转动多少来确定机器人I行走的距离，将脉冲数反馈给主控装置9中的计数模块9-1，由计数模块9-1计算出机器人I行走距离。
[0036]为了便于检测人员的检测以及对于行走路径的拍摄和扫描，优选机器人还包括头部，所述拍摄装置、激光扫描装置以及报警装置均设在所述头部。
[0037]优选报警装置为报警灯或者报警铃，当报警装置响起，则说明行动轮磨损量超过误差范围，需要监测人员及时更换轮胎。
[0038]具体作业时，设定机器人在200米行走距离内行动轮转动的转数为250转，运行速率监测模块根据该行走距离和转数确定机器人的运行速率，用于确定机器人返航充电的合适位置。
[0039]为了防止行动轮上的轮胎磨损过度，影响对于机器人运行速率的测定，需要对机器人行走一定距离之后，对其行动轮进行检测。
[0040]本方案中，设定机器人每行走200米需要对行动轮进行一次检测。在实际行走过程中，码盘实时计量机器人的行走距离，根据双目立体相机和激光扫描仪精确确定机器人的当前位置，并进行行走距离的精确确定。当确认机器人行走距离达到200米时，主控装置中的存储模块会向伺服电机发送驱动信号，驱动机器人运行至检测区域进行行动轮检测。
[0041]检测区域中的轮胎磨损量检测装置，对进入检测区域的机器人行动轮上轮胎的直径进行测量，测量到轮胎当前直径未减小，则机器人继续行走巡检作业；当测量的轮胎直径小于原始直径时，如果减小量在预设误差范围内，比如直径减少量小于3_，此时，根据记录轮胎的实际直径数值，并根据实际直径数值和机器人的运行速率获得机器人的实际运行速率，确定机器人需要返航充电的合适位置；当检测轮胎当前直径的减小量超出预设误差范围时，比如轮胎的磨损量达到6mm，则轮胎磨损量检测装置发送启动信号至所述报警装置，报警装置启动，提醒监测人员及时更换轮胎。
[0042]以上，虽然说明了本实用新型的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本实用新型的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本实用新型的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本实用新型的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的实用新型及其均等范围内。
【主权项】
1.一种机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，包括:轮胎磨损量检测装置和机器人，所述机器人上设有驱动装置、为所述驱动装置提供动力的蓄电池、行动轮、计量机器人运行距离的里程计数装置、行动轮的转数计量装置、报警装置以及主控装置;所述驱动装置与所述行动轮连接； 所述主控装置与所述驱动装置、里程计数装置、转数计量装置、报警装置相连，所述主控装置包括: 计数模块，获取所述里程计数装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际行走距离;获取所述行动轮的转数计量装置计量的机器人从上一个起始位置行走至当前位置的实际转数； 运行速率监测模块，接收所述实际行走距离和所述实际转数，获得机器人的运行速率； 存储模块，存储行动轮在预设的行走距离内所需的额定转数;接收所述实际行走距离信息和实际转数;将所述实际行走距离与所述预设的行走距离比对，达到预设的行走距离后，将所述实际转数与所述额定转数比对，当实际转数大于额定转数时，确定行动轮的轮胎受损，发送驱动信息至所述驱动装置，驱动所述行动轮带动机器人进入检测区域进行检测； 所述轮胎磨损量检测装置，对进入检测区域的机器人行动轮上轮胎的直径进行测量，测量到轮胎当前直径小于原始直径时，当减小量在预设误差范围内，记录轮胎的实际直径数值，并根据实际直径数值监测获得机器人的实际运行速率；当检测轮胎当前直径的减小量超出预设误差范围时，发送启动信号至所述报警装置。2.根据权利要求1所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。3.根据权利要求1所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，还包括拍摄三维图像的拍摄装置和进行二维扫描的激光扫描装置； 所述存储模块，存储机器人行走路径的三维立体地图；接收所述计数模块计量的行走距离，根据所述行走距离确定机器人当前在所述三维立体地图中的区域位置;获取所述拍摄装置拍摄的三维图像和所述激光扫描装置扫描的二维坐标数据，将其分别与所述三维立体地图比对，精确定位机器人的当前位置； 里程计数装置，获取机器人当前精确位置的二维坐标数据，计量机器人从上一个起始位置行走至当前精确位置的实际行走距离。4.根据权利要求3所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述拍摄装置为双目立体相机。5.根据权利要求4所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述激光扫描装置为激光扫描仪，所述激光扫描仪的扫描角度最大为190°，扫描精度为±15mm，扫描的最大距离为80米。6.根据权利要求1所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述里程计数装置为码盘。7.根据权利要求3所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述机器人还包括头部，所述拍摄装置、激光扫描装置以及报警装置均设在所述头部。8.根据权利要求1所述的机器人轮胎磨损自校正系统，其特征在于，所述报警装置为报警灯或者报警铃。
【文档编号】G01B21/12GK205537582SQ201620370907
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】武晋文, 汪黔顺, 杨书军, 方胜勇
【申请人】河北德普电器有限公司