一种清障机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种清障机器人，该机器人以STM32F103VET6为控制核心，辅以TB6612FNG电机驱动模块实现了装置的智能行驶，由无线射频技术远程人工遥控机器人，操作机器人的行程或清障路线。机器人带有编码器装置，与电机驱动电路形成闭环控制，可有效控制机器人的行车。机器人自身带有声光报警模块，当出现故障时会触发声光报警。此外，本实用新型专利技术集中优化了整体供电电路，以提升电压稳定性为目的、结合各工作模块的用电需求设计了稳压电路，从而保证了机器人运行的稳定性。软件部分采用C语言编程，硬件设计和软件设计相结合，可以实现远程遥控、自动校正、自动清障等功能。整个系统设计灵巧、算法合理、控制准确，能够很好的实现智能清障的功能。

A cleaning robot

The utility model provides a cleaning robot, the robot using STM32F103VET6 as the control core, and TB6612FNG motor drive module of the intelligent driving device, a radio frequency remote manual remote control robot, robot travel or road wrecker. The robot is provided with an encoder device, and a closed loop control is formed with the motor driving circuit so as to effectively control the driving of the robot. The robot itself has a sound light alarm module, and it will trigger the sound and light alarm when the fault occurs. In addition, the utility model has the advantages of centralized optimization of the whole power supply circuit to improve the voltage stability as the goal, combined with the work module of the electricity demand design of voltage regulator circuit, so as to ensure the stability of the robot operation. The software adopts C language programming, the design of hardware and software combination, can realize remote control, automatic correction, automatic repair function. The whole system of smart design and the algorithm is reasonable and accurate control, can achieve the function of intelligent wrecker.

【技术实现步骤摘要】
一种清障机器人
本技术涉及机器人
，进一步涉及机器人的控制及供电，具体涉及一种清障机器人。
技术介绍
机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。自上世纪六、七十年代开始，机器人的研究就开始受到关注，近年来随着无线通信和人工智能的飞速发展，机器人领域的相关研究也取得了长足的进步，尤其是那些可于危险环境中工作、对人工智能水平要求较低的工业特种机器人，目前已经得到了广泛的应用。清障机器人是一种用于清除障碍物的自动化智能设备，可在危险环境中通过接收远程控制指令完成移动、侦测以及清障动作。尽管执行动作相对简单，但在实际应用中会涉及控制的准确性、抗干扰能力、设备运行状态的监控报警、供电系统效率等多方面因素，因此要获得控制准确、运行高效的清障机器人，必须在设计阶段予以考虑。尤其在机器人的供电系统方面，由于其整体的功耗在运行期间不是一成不变的，单位时间内消耗的电流有时大有时小，电池的输出功率是一定的，所以在电流大的时候，电池的输出电压会降低，会出项一些波动，一些对于供电要求较高的电路就会受到影响，从而影响了机器人整体运行流畅性。尽管通过稳压电路可以在一定程度上加以改善，但应当明确的是，由于不同的机器人具有不同的结构特征，系统中不同的用电模块电路特征各异，因此供电系统的设计应当结合各模块的具体情况进行，现有技术的清障机器人在上述方面仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种清障机器人，以解决现有技术的清障机器人供电系统容易导致电压不稳、进而影响机器人运行稳定性的计算问题。本技术要解决的另一技术问题是现有技术的清障机器人控制准确性较低。本技术要解决的再一技术问题是现有技术的清障机器人无法实施监控装置运行状态。本技术要解决的又一技术问题是现有技术的清障机器人在运行过程中自动避障能力不佳。为实现以上技术目的，本技术采用以下技术方案：一种清障机器人，包括电源，单片机控制模块，声光报警模块，电压检测模块，红外检测模块，无线通信模块，电机驱动模块，LM2596芯片，78L05稳压芯片，LM1117-3.3稳压芯片，其中所述电源为24V锂电池，所述电源的输出端与LM2596芯片的输入端导线连接，LM2596芯片的输出端通过两路导线分别与78L05稳压芯片的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，78L05稳压芯片的输出端通过六路导线分别与LM1117-3.3稳压芯片的输入端、单片机控制模块电路的输入端、声光报警模块电路的输入端、电压检测模块电路的输入端、红外检测模块电路的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，LM1117-3.3稳压芯片的输出端与无线通信模块的输入端导线连接；声光报警模块、电压检测模块、红外检测模块、无线通信模块、电机驱动模块五者分别与单片机控制模块通信连接。作为优选，所述单片机控制模块是基于ARM7内核的STM32系列单片机。作为优选，所述单片机控制模块是型号为STM32F103VET6的单片机。作为优选，所述声光报警模块包括一个蜂鸣器，一个LED灯，一个三极管，第一限流电阻，第二限流电阻。作为优选，所述三极管是PNP类型。作为优选，所述三极管的集电极与78L05稳压芯片的输出端导线连接，三极管的基极与单片机控制模块电路导线连接、该导线上串联有第一限流电阻，三极管的发射极通过一路导线经由蜂鸣器接地，三极管的发射极通过另一路导线经由LED灯接地，所述另一路导线上还串联有第二限流电阻。作为优选，所述红外检测模块包括控制器和光电开关，所述控制器与光电开关之间通过信号线连接，所述信号线上串联有二极管。作为优选，所述二极管的导电方向是由控制器到光电开关。作为优选，所述电压检测模块对电源电压的检测是先将电池输出电压转换成2.5～3.6V的电压模拟信号，再将其输入至单片机的AD转换器实现的。作为优选，所述无线通信模块是型号为nRF24L01的单片射频收发器件。在以上技术方案中，所述电机驱动模块电路是指电机驱动模块的内部供电电路；声光报警模块电路是指声光报警模块的内部供电电路；电压检测模块电路是指电压检测模块的内部供电电路；红外检测模块电路是指红外检测模块的内部供电电路；单片机控制模块电路是指单片机控制模块的内部供电电路；无线通信模块电路是指无线通信模块的内部供电电路。其中电机驱动模块的内部供电电路、声光报警模块的内部供电电路、电压检测模块的内部供电电路、红外检测模块的内部供电电路、单片机控制模块的内部供电电路、无线通信模块的内部供电电路的具体结构可以依据本领域的一般技术常识结合各模块的实际特征进行设计，当然亦可参照本技术具体实施方式中所提供的电路结构实现本技术。在以上技术方案中，为满足机器人各模块的用电特征，匹配了三种供电电压，无线通信模块需要3.3V的电压，电机及其驱动需要12V电压，其他电路需要5V的电压。所以在机器人身上本技术设计了3路稳压模块，输出3路不通的电压，以满足各个模块的用电需求。首先，本技术采用以LM2596稳压芯片为核心的降压稳压电路模块，将电池的电压稳定到12V，为电机驱动以及电机等12V的电路供电。此降压稳压电路模块比较灵活，其输入电压范围在3～30V，在输入和输出两端都加了滤波电容，其中有个比较重要的电子元器件，可以起到输出电压可调的作用，他就是可变电阻，又叫电位器，采用电压分压原理，控制着LM2596芯片输出不同的电压。接下来是将12V的电压输入给78L05稳压芯片，固定输出5V电压。此稳压芯片是线性稳压原理的稳压芯片，输出电流可达1.5A，足以满足为机器人各个模块电路供电的需求。它输出的5V电压将供给单片机控制电路、声光报警电路、电压检测电路、电机驱动电路等。78L05是三端稳压芯片，有三个管脚，1脚为输入电压，2脚为接地，3脚为输出电压，在输入引脚和地之间，输出引脚和地之间各加入了一大一小滤波电容，100uF电容过滤掉较大的杂波，104电容过滤掉较小的毛刺。最后是3.3V电压的设计，3.3V主要是给2.4G无线通信电路供电，本技术采用LM1117-3.3线性稳压芯片，将5V电压输入，经稳压芯片稳压后输出3.3V的电压，供2.4G无线通信电路工作。本技术提供了一种清障机器人，该机器人以STM32F103VET6为控制核心，辅以TB6612FNG电机驱动模块实现了装置的智能行驶，由无线射频技术远程人工遥控机器人，操作机器人的行程或清障路线。机器人带有编码器装置，与电机驱动电路形成闭环控制，可有效的控制机器人的行车。机器人自身带有声光报警模块，当机器人任何地方出现故障时会触发声光报警。在此基础上，本技术集中优化了整体供电电路，以提升电压稳定性为目的、结合各工作模块的用电需求设计了稳压电路，从而保证了机器人运行的稳定性。软件控制部分采用C语言编程，硬件设计和软件设计相结合，从而实现了系统的远程遥控、自动校正轨迹、自动清障等功能。整个系统设计灵巧、算法合理、控制准确，能够很好的实现智能清障的功能。附图说明图1是本技术实施例1机器人的总体供电电路图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清障机器人，其特征在于包括电源，单片机控制模块，声光报警模块，电压检测模块，红外检测模块，无线通信模块，电机驱动模块，LM2596芯片，78L05稳压芯片，LM1117‑3.3稳压芯片，其中所述电源为24V锂电池，所述电源的输出端与LM2596芯片的输入端导线连接，LM2596芯片的输出端通过两路导线分别与78L05稳压芯片的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，78L05稳压芯片的输出端通过六路导线分别与LM1117‑3.3稳压芯片的输入端、单片机控制模块电路的输入端、声光报警模块电路的输入端、电压检测模块电路的输入端、红外检测模块电路的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，LM1117‑3.3稳压芯片的输出端与无线通信模块的输入端导线连接；声光报警模块、电压检测模块、红外检测模块、无线通信模块、电机驱动模块五者分别与单片机控制模块通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种清障机器人，其特征在于包括电源，单片机控制模块，声光报警模块，电压检测模块，红外检测模块，无线通信模块，电机驱动模块，LM2596芯片，78L05稳压芯片，LM1117-3.3稳压芯片，其中所述电源为24V锂电池，所述电源的输出端与LM2596芯片的输入端导线连接，LM2596芯片的输出端通过两路导线分别与78L05稳压芯片的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，78L05稳压芯片的输出端通过六路导线分别与LM1117-3.3稳压芯片的输入端、单片机控制模块电路的输入端、声光报警模块电路的输入端、电压检测模块电路的输入端、红外检测模块电路的输入端、电机驱动模块电路的输入端连接，LM1117-3.3稳压芯片的输出端与无线通信模块的输入端导线连接；声光报警模块、电压检测模块、红外检测模块、无线通信模块、电机驱动模块五者分别与单片机控制模块通信连接。2.根据权利要求1所述的一种清障机器人，其特征在于所述单片机控制模块是基于ARM7内核的STM32系列单片机。3.根据权利要求2所述的一种清障机器人，其特征在于所述单片机控制模块是型号为STM32F103VET6的单片机。4.根据权利要求1所述的一种清...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，任崇广，
申请(专利权)人：山东孚岳电气有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37