一种自主导航移动机器人平台的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自主导航移动机器人平台。

背景技术：

现有的机器人基本都是静物或遥控类装置，并不具备自主移动的能力。机器人平台在某种程度上提供了基本移动功能，当机器人架设或安装于该通用机器人平台时，通过平台的移动来实现自主移动。

然而，现有的机器人平台采用有刷电机，并且直接将有刷电机固定在机架上，机器人平台的电机工作噪声大、损耗大、寿命短、低速载荷能力差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种自主导航移动机器人平台，(1)该机器人平台的电机采用无刷电机，解决了现有机器人平台工作噪声大，电机损耗大、寿命短、低速载荷能力差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种自主导航移动机器人平台，包括机架、无刷电机、无刷电机安装架，无刷电机安装架包含无刷电机安装板、支撑柱、支撑柱安装块。支撑柱有两个；支撑柱安装块有四个。无刷电机安装板包含板面、支撑柱安装位。板面为长方形；板面居中的位置设有用于安装无刷电机的无刷电机安装孔。支撑柱安装位有两个，分别位于靠近板面的短边的位置。每个支撑柱安装位上各安装一个支撑柱；两个支撑柱等高；两个支撑柱分别与无刷电机安装板的短边相平行。每个支撑柱的上、下端各安装一个支撑柱安装块。每个支撑柱通过其上、下端的支撑柱安装块安装在机架上。

进一步地，支撑柱安装位与板面一体成型。支撑柱安装位呈方块状。支撑柱安装位沿板面的短边的延伸方向设有支撑柱通孔。支撑柱穿入支撑柱通孔中并固定。

进一步地，支撑柱安装块包含支撑柱锁紧部、安装块固定部。支撑柱锁紧部、安装块固定部分别为长方体型。支撑柱锁紧部的顶面与安装块固定部的底面居中的位置相连；支撑柱锁紧部垂直于安装块固定部。

进一步地，支撑柱锁紧部在靠近底面的位置设有支撑柱锁紧通孔；支撑柱锁紧通孔的轴心与安装块固定部的底面相平行；支撑柱锁紧部的底面设有缝隙；缝隙与支撑柱锁紧通孔相通，且与支撑柱锁紧通孔的轴心共面。支撑柱锁紧部的底端设有第一螺丝通孔；第一螺丝通孔垂直于并穿过缝隙；支撑柱穿在支撑柱锁紧通孔内，并旋紧第一螺丝通孔上的螺丝使得缝隙收缩，进而使得支撑柱固定在支撑柱锁紧通孔内。安装块固定部的两端各设有一个第二螺丝通孔；第二螺丝通孔与支撑柱锁紧部的轴线相平行；安装块固定部通过第二螺丝通孔上的螺丝安装在机器人平台的支架上。

进一步地，支撑柱为圆柱状；支撑柱通孔的孔面为圆形。

本实用新型的有益效果：

该机器人平台采用无刷电机安装架将无刷电机的电机安装在机架上，能够降低机器人平台的工作噪声，延长电机寿命，提高电机低速下载荷。

附图说明

图1是本实用新型的分解结构示意图。

图2是本实用新型的电路原理示意图。

图3是图1中无刷电机6、无刷电机安装架12的立体结构示意图。

图4是图3中无刷电机安装板121的立体结构示意图。

图5是图3中支撑柱安装块123的立体结构示意图。

其中，图1至图5的附图标记为：机架1、上位机主板2、底层控制板3、激光雷达传感器4、电机驱动板5、无刷电机6、摄像头7、锂电池组8、显示屏9、从动轮10、控制按钮11、无刷电机安装架12；四脚方形支架101、封板102、激光雷达传感器固定板103；上结构层1011、下结构层1012、线槽1013；无刷电机安装板121、支撑柱122、支撑柱安装块123；板面1211、支撑柱安装位1212；支撑柱通孔12121；支撑柱锁紧部1231、安装块固定部1232；支撑柱锁紧通孔12311、缝隙12312。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

一种自主导航移动机器人平台，用于承载机器人本体，包括机架1、上位机主板2、底层控制板3、激光雷达传感器4、电机驱动板5、无刷电机6、摄像头7、锂电池组8、显示屏9、从动轮10、控制按钮11。

激光雷达传感器4、摄像头7、显示屏9分别与上位机主板2相连接；上位机主板2、底层控制板3、电机驱动板5、无刷电机6依次连接。

上位机主板2用于运行机器人平台自主导航相关算法和机器人视觉相关算法，实现机器人平台的自主移动。底层控制板3用于电源管理以及输出所述机器人平台移动所需的底层控制信号。激光雷达传感器4用于发射激光束以探测并得到所述机器人平台所在区域的平面信息。电机驱动板5用于驱动无刷电机6旋转。无刷电机6作为机器人平台运动的主驱动轮，外圈有一圈由无刷电机6的转子带动旋转的轮胎。无刷电机6用于驱动机器人平台运动。摄像头7用于获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和深度图像信息，信息通过上位机主板2的计算和处理，使得机器人平台能够更有效地感知环境，利用计算机视觉技术给机器人增加物体识别、景深探测、跟随、立体避障等新的功能。锂电池组8为立方型。摄像头7固定安装在理电池组上。显示屏9用于显示上位机主板2的控制指令。

机架1包含四脚方形支架101、封板102。封板102安装在四脚方形支架101上。四脚方形支架101分为上结构层1011、下结构层1012。上结构层1011与下结构层1012之间采用中间隔离板相隔离。四脚方形支架101的四个支脚的底端分别安装有从动轮10；从动轮10可以以支脚为轴心双向旋转。上结构层1011的空间小于下结构层1012的空间。

下结构层1012分为前腔、后腔。前腔与后腔之间有间隔，形成中间腔。机架1的侧面上安装有控制按钮11。

前腔用于安装摄像头7、锂电池组8。摄像头7设置于前腔的前面，锂电池组8位于摄像头7的后面。摄像头7为扁平状，且两侧呈半圆状。

中间腔用于安装电机驱动板5、无刷电机6。具体地，电机驱动板5、无刷电机6分别有两个。中间腔的两侧各安装一个无刷电机6。电机驱动板5安装在中间腔内，且每个电机驱动板5分别安装在靠近一个无刷电机6的位置。每个电机驱动板5各驱动一个无刷电机6上的电机旋转，从而控制无刷电机6前后转动实现驱动机器人平台的前进或后退。中间腔两侧的上框上各设有一个中空的方形线槽1013，线槽1013用于走线。

后腔用于安装底层控制板3、上位机主板2。具体地，上位机主板2安装在底层控制板3上，底层控制板3安装在一个底层控制固定板上，底层控制固定板安装在后腔的前面，底层控制固定板将中间腔与后腔相隔离。上位机主板2包含x86处理器。底层控制板3包括电源管理模块、下位机主控板。电源管理模块用于向下位机主控板和上位机主板2提供电力，以及对外部用电器提供电力输出。下位机主控板用于输出所述机器人平台移动所需的底层控制信号，以及计算机器人运动姿态信息。上位机主板2与底层控制板3相连接。

上结构层1011用于安装激光雷达传感器4、显示屏9。具体地，上结构层1011包含显示屏安装室、激光雷达传感器安装室。显示屏9安装在显示屏安装室内；激光雷达传感器4安装在激光雷达传感器安装室居中的位置。更具体地，激光雷达传感器4包含激光头、传感器底座。激光头为圆柱状，传感器底座为立方状，激光头位于传感器底座的上面。机架1还包括激光雷达传感器固定板103，激光雷达传感器固定板103为椭圆形，且中间设有与传感器底座相适配的方形孔，方形孔四个顶角处各设有一个螺丝孔。封板102的顶面上居中的位置设有与激光雷达传感器4相适配的椭圆形通孔，激光雷达传感器4置于椭圆形通孔上。激光雷达传感器4的传感器底座的底面安置在所述中间隔离板上，传感器底座的顶面置于激光雷达传感器固定板103的方形孔内，激光头露在激光雷达传感器固定板103的外面。

在机器人平台外表面结构构件上设置有碰撞检测传感器，所述碰撞检测传感器，用于使所述机器人平台躲开或避让障碍物。碰撞检测传感器为非接触式传感器或接触式传感器。所述非接触式传感器为红外传感器或超声波传感器，用于探测所述障碍物并反馈所述障碍物的距离信息。所述接触式传感器用于所述机器人平台与所述障碍物进行物理接触时，输出碰撞信号，所述控制板根据所述碰撞信号调整所述机器人平台的运动方向。

封板102包含前封板、后封板、上封板、下封板组、第一侧封板组、第二侧封板组。前封板的居中位置设有条形孔；条形孔位于摄像头7的镜头的前方；摄像头7透过条形孔获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和深度图像信息。上封板安装在上结构层1011的上面。后封板安装在下结构层1012的后面。下封板组安装在下结构层1012的下面。第一侧封板组、第二侧封板组分别安装在下结构层1012的两侧。

自主导航移动机器人平台还包括两个无刷电机安装架12。两个无刷电机6各通过一个无刷电机安装架12安装在机架1的四脚方形支架101上。具体地，无刷电机安装架12包含无刷电机安装板121、支撑柱122、支撑柱安装块123。支撑柱122有两个；支撑柱安装块123有四个。

无刷电机安装板121包含板面1211、支撑柱安装位1212；板面1211为长方形；板面1211的居中位置设有无刷电机安装孔；无刷电机安装孔用于安装无刷电机6。支撑柱安装位1212有两个，分别位于靠近板面1211的短边的位置。每个支撑柱安装位1212上各安装一个支撑柱122；两个支撑柱122等高。两个支撑柱122分别与无刷电机安装板121的短边相平行。每个支撑柱122的上、下端各安装一个支撑柱安装块123。每个支撑柱122通过其上、下端的支撑柱安装块123安装在机器人平台的支架的两侧。

支撑柱安装位1212与板面1211一体成型；支撑柱安装位1212呈方块状；支撑柱安装位1212沿板面1211的短边的延伸方向设有支撑柱通孔12121；支撑柱122穿入支撑柱通孔12121中并固定。较佳地，支撑柱122为圆柱状；支撑柱通孔12121的孔面为圆形。

支撑柱安装块123呈T型；包含支撑柱锁紧部1231、安装块固定部1232。支撑柱锁紧部1231、安装块固定部1232分别为立方体状。支撑柱锁紧部1231的顶面与安装块固定部1232的底面居中的位置相连；支撑柱锁紧部1231垂直于安装块固定部1232。

支撑柱锁紧部1231在靠近底面的位置设有支撑柱锁紧通孔12311；支撑柱锁紧通孔12311的轴心与安装块固定部1232的底面相平行；支撑柱锁紧部1231的底面设有缝隙12312；缝隙12312与支撑柱锁紧通孔12311相通，且与支撑柱锁紧通孔12311的轴心共面。支撑柱锁紧部1231的底端设有第一螺丝通孔；第一螺丝通孔垂直并穿过缝隙12312。支撑柱122穿在支撑柱锁紧通孔12311内，并旋紧第一螺丝通孔上的螺丝使得缝隙12312收缩，进而使得支撑柱122固定在支撑柱锁紧通孔12311内。安装块固定部1232的两端各设有一个第二螺丝通孔；第二螺丝通孔与支撑柱锁紧部1231的轴线相平行；安装块固定部1232通过第二螺丝通孔上的螺丝安装在机器人平台的支架上。较佳地，支撑柱安装块123安装在一个支柱上时；安装块固定部1232朝向与另一个支柱相反的方向。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。