一种运输机器人小车以及其控制方法与流程

本发明涉及机器人小车技术领域，尤其涉及一种运输机器人小车以及其控制方法。

背景技术：

智能小车在探测、监控、消防、远程操作、娱乐等方面应用广泛。智能小车也可以认为是一种机器人，近些年来国内外对这方面的研究不断深入，取得了很多丰硕的成果，智能车的功能也不断增强，火星探测车、自然灾害时人员搜救等都是典型应用。智能小车的无线遥控、无线传感等研究吸引了众多研究人员的注意力，有的智能小车上安装了很多传感器，处理器运算能力也很强，可以对周围环境进行高度的感知，对图像信息进行运算，几乎不需要人的干预就可完成复杂任务，比如火星探测车，但有些智能车由于应用不同不需要搭载很多传感器，对周围环境感知能力不强，处理器能力也不是很强，即智能小车的“大脑”不够发达，需要对它进行安装另外一个强大的“大脑”——计算机，智能小车可以把采集到的信号通过无线通信传送到计算机进行处理，智能小车也可以接受来至计算机的指令进行运动，操作人员也可以通过计算机来遥控智能小车，使得智能小车具有另一个强大的“大脑”，更好的完成任务。

现有中国专利公布号为cn103163882a的智能化自寻迹机器人小车无线遥控系统，其包括上位计算机、与上位计算机相接的无线通信中转系统和与无线通信中转系统无线连接并通信的机器人小车控制系统，无线通信中转系统包括收发控制器模块、中转无线收发模块和有线通信接口电路模块，机器人小车控制系统包括小车控制器模块、电源模块和小车无线收发模块，小车控制器模块的输入端接有信号调理电路，信号调理电路的输入端接有温度传感器模块、湿度传感器模块、红外传感器模块、避障模块和速度传感器，小车控制器模块的输出端接有四个步进电机驱动器。其需要通过接上位计算机控制，需通过无线遥控，将这种小车运用到运输物品时，十分的不方便，智能化程度不高。

技术实现要素：

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种运输机器人小车以及其控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种运输机器人小车的控制方法，其包括：

车架，所述车架的下端设置有多个车轮；

机械臂，所述机械臂设置在车架上，所述机械臂包括多个舵机和多个摆臂，多个所述舵机驱动多个摆臂，每个所述舵机均设有位置检测器，所述位置检测器检测摆臂的位置并生成位置信号；

动力组件，所述动力组件带动多个车轮转动，使得机器人小车行进；

主控板，所述主控板设置在车架上，所述主控板设置有处理器，所述处理器控制机械臂的运动动作，所述处理器控制动力组件的运行；

寻迹模块，所述寻迹模块设置车架上，所述寻迹模块通过识别颜色识别涂有单一颜色的预设路径，并生成路径信号；

其中，所述处理器定期接收寻迹模块发送的路径信号，所述处理器根据路径信号控制动力组件运行，使得机器人小车在涂有单一颜色的预设路径上行驶；所述处理器接收所述位置信号，所述处理器根据位置信号控制舵机，进而控制摆臂的运行动作。

进一步的，多个所述舵机与多个摆臂一一对应，舵机的转动角度与摆臂的位置对应，位置检测器的电阻值与所述舵机转动角度相对应，所述位置检测器根据其电阻值生成位置信号，所述处理器根据位置信号判断摆臂的位置。

进一步的，动力组件设有至少两个电机驱动和多个电机，每一个电机驱动至少驱动一个电机，多个电机与所述多个车轮一一对应。

进一步的，所述电机驱动通过控制电机正转、反转来控制所述机器人小车前进和倒退。

进一步的，所述电机驱动通过控制机器人小车两侧电机的运行速度，使得机器人转弯，当机器人小车左转时，控制所述机器人小车右侧的电机运行速度大于机器人小车左转的运行速度，当机器人小车右转时，通过所述电机驱动控制所述机器人左侧的电机运行速度大于机器人小车右侧的运行速度；

或所述电机驱动控制机器人小车一侧的电机正转，另一侧的电机反转，使得机器人转弯，当机器人小车左转时，所述电机驱动控制所述机器人小车左侧反转、右侧正转，当机器人小车右转时，所述电机驱动控制所述机器人小车左侧正转、右侧反转。

一种运输机器人小车的控制方法，包括以下步骤：

s1，将所述机器人小车设置在涂有单一颜色的预设路径上行驶，多个寻迹模块通过识别颜色识别预设路径，进而生成路径信号，并发送路径信号至处理器；

s2，机械臂中的位置检测器通过检测各个舵机转动角度检测所述各个摆臂的位置，进而生成位置信号，并发送位置信号至处理器；

s3，主控板中的处理器接收多个寻迹模块发送的路径信号以及位置检测器发送的位置信号，所述处理器根据位置信号控制舵机驱动摆臂；所述处理器根据路径信号控制所述动力组件运行，进而使得所述机器人小车行进。

进一步的，在步骤s1中，多个寻迹模块从所述机器人小车的前方、左方、后方探测预设路径，每个寻迹模块均生成路径信号。

进一步的，在步骤s1中，所述寻迹模块定期向所述机器人小车发送路径信号。

进一步的，步骤s2中，舵机的转动角度与摆臂的位置对应，所述位置检测器电阻值与所述舵机转动角度相对应，所述位置检测器根据其电阻值生成位置信号。

进一步的，在步骤s3中，所述机器人小车的行进过程中，所述处理器接收路径信号，判断机器人小车中的各个车轮与所述预设路径的相对位置，所述处理器控制动力组件调节机器人小车的行驶方向，使机器人小车所有车轮处在所述预设路径之中。

本发明通过寻迹模块自动探测预设路径情况，所述机器人小车根据预设路径行进，通过处理器控制动力组件使得机器人小车行进，通过所述处理器控制机械臂自由运动，所述机器人小车非常智能，自动化程度很高。

附图说明

图1为本法明的立体结构示意图；

图2为本发明的程序框图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

请参照图1-图2，本发明一种运输机器人小车，包括：

车架100，所述车架100的下端设置有多个车轮200，在本次实施例中，车轮200数量为四个。

机械臂300，所述机械臂300设置在车架200上，所述机械臂300包括多个舵机310和多个摆臂320，多个所述舵机310驱动多个摆臂320，每个所述舵机310均设有位置检测器，所述位置检测器检测摆臂320的位置并生成位置信号。

动力组件，所述动力组件带动四个车轮200转动，使得机器人小车行进。所述动力组件包括两个电机驱动500和四个电机600，一个电机驱动500控制两个电机600，电机600可以带动车轮200转动，一个电机600带动一个车轮200运动，所述电机驱动500控制所述电机600正转或者反转，进而控制所述机器人小车前进和后退。舵机310的电阻值与所述舵机310转动角度相对应，所述位置检测器根据各个舵机310的电阻值生成位置信号，所述处理器根据位置信号判断各个摆臂320的位置。

主控板400，所述主控板400设置在车架100上，所述主控板400设置有处理器，主控板400与通过信号线分别与所述机械臂300中的多个舵机310相连。所述处理器控制机械臂300的运动动作，所述处理器控制动力组件的运行；所述处理器的型号为arduinomega2560。

在本次实施例中，电机驱动500的数量为两个，每个电机驱动500模块控制两个电机600，所述电机驱动500的六个信号引脚(ena，enb，in1，in2，in3，in4)分别与所述主控板400的数字引脚相连。

所述主控板400还与所述动力组件相连，所述主控板400中的处理器控制动力组件中的电机驱动500，通过电机驱动500可以控制机器人小车转弯。所述电机驱动500通过控制机器人小车两侧电机600的运行速度，使得机器人转弯。

当机器人小车左转时，控制所述机器人小车右侧的电机600运行速度大于机器人小车左转的运行速度，当机器人小车右转时，通过所述电机驱动500控制所述机器人左侧的电机600运行速度大于机器人小车右侧的运行速度。

或所述电机驱动500控制机器人小车一侧的电机600正转，另一侧的电机600反转，使得机器人转弯，当机器人小车左转时，所述电机驱动500控制所述机器人小车左侧反转、右侧正转，当机器人小车右转时，所述电机驱动500控制所述机器人小车左侧正转、右侧反转。

通过电机驱动500控制电机600的正、反转控制所述机器人小车前进与倒退。

在本次实施例中，所述电机驱动500的数量为两个，一个电机驱动500控制机器人小车一侧的电机600。其中电机600的数量为四个，四个电机600分别驱动四个车轮200。

寻迹模块，所述寻迹模块设置车架100上，所述寻迹模块通过识别颜色识别涂有单一颜色的预设路径，并生成路径信号。

所述寻迹模块通过识别颜色辨别预设路径。例如，预设红色的轨道作为所述机器人小车的运行轨道，所述寻迹模块识别红色便可识别预设路径。

其中，所述处理器定期接收寻迹模块发送的路径信号，所述处理器根据路径信号控制动力组件运行，使得机器人小车在预设路径上行驶；所述处理器接收所述位置信号，所述处理器根据位置信号控制舵机310，进而控制摆臂320的运行动作。

多个所述舵机310与多个摆臂320一一对应，舵机310的转动角度与摆臂320的位置对应，位置检测器的电阻值与所述舵机310转动角度相对应，所述位置检测器根据其电阻值生成位置信号，所述处理器根据位置信号判断摆臂320的位置。一个舵机310驱动一个摆臂320，多个摆臂320动作配合完成机械臂300的整体动作。

动力组件设有多个电机驱动500和多个电机600，每一个电机驱动500至少驱动一个电机600，多个电机600与所述多个车轮200一一对应。

所述车架100上还设有锂电池，所述锂电池为电机驱动500、电机600、主控板400供电。

实施例二

根据图1-图2，本实施例，一种运输机器人小车的控制方法，包括以下步骤：

s1，将所述机器人小车设置在涂有单一颜色的预设路径上行驶，多个寻迹模块通过识别颜色识别预设路径，进而生成路径信号，并发送路径信号至处理器；所述预设路径与预设路径所述处环境的颜色不同。

多个寻迹模块从所述机器人小车的前方、左方、后方探测预设的路径，每个寻迹模块均生成路径信号，每个寻迹模块直接将各自的路径信号发送至处理器。

所述寻迹模块还可以识别轨道的弯道、轨道坡度，所述寻迹模块定期向所述机器人小车发送路径信号，在本次实施例中，所述寻迹模块的数量为三个，寻迹模块为五路寻迹模块，三个五路循迹模块每隔0.5秒发送路径信号至处理器。

s2，机械臂300中的位置检测器通过检测各个舵机310转动角度检测所述各个摆臂320的位置，进而生成位置信号，并发送位置信号至处理器；所述处理器判断所述各个摆臂320的摆臂320做动作之前的位置，通过控制舵机310控制各个摆臂320的运行动作。

步骤s2中，舵机310的转动角度与摆臂320的位置对应，所述位置检测器电阻值与所述舵机310转动角度相对应，所述位置检测器根据其电阻值生成位置信号。

s3，主控板400中的处理器接收多个寻迹模块发送的路径信号以及位置检测器发送的位置信号，所述处理器根据位置信号控制舵机310驱动摆臂320；所述处理器根据路径信号控制所述动力组件运行，进而使得所述机器人小车行进。

在步骤s3中，所述机器人小车的行进过程中，所述处理器接收路径信号，判断机器人小车中的各个车轮200与所述预设路径的相对位置，所述处理器控制动力组件调节机器人小车的行驶方向，使机器人小车所有车轮200处在所述预设路径之中。

将四个车轮200标号为1、2、3、4，将1号车轮200为机器人小车的左侧前轮，2号车为机器人小车的左侧后轮；3号车轮200为所述机器人小车右侧前轮，所述4号车轮200为所述机器人小车右侧后轮，所述轨道较所述机器人小车对角线长，所述各个车轮200与所述预设路径的相对位置具有以下情况：

1号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人右转。

1、2号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人右转。

1、3号车轮200在预设路径左侧，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人右转。

1、3号车轮200在预设路径右侧，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人左转。

1、2、3号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人右转。

2号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人先直行，若2号车轮200进入预设路径内，就左转。

3号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人左转。

3、4号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人左转。

4号车轮200在预设路径外，其他车轮200在预设路径内，处理器控制动力组件使所述机器人先直行，若4号车轮200进入预设路径内，就右转。

1、2、3、4号车轮200都在预设路径左侧，处理器控制动力组件使所述机器人右转。

1、2、3、4号车轮200都在预设路径右侧，处理器控制动力组件使所述机器人左转。

这种所述机器人小车在运输物品时，十分的方便，不需要外接的操控，便可以自行识别预设的路径，运输物体时，按照预设的路径从起点运输终点，从终点回到起点，机器人小车可以自行实现转弯，上下坡，以及倒退。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。