本发明专利技术公开了一种机器人红外和超声波测障防跌装置，包括头部、躯干、双臂、双腿、多个避障红外传感器、多个防跌红外传感器、超声波模块。所述的多个避障红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端；所述的多个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端，多个防跌红外传感器皆分别安装在多个避障红外传感器的下方；所述的超声波模块安装在躯干前部且探测方向向外。由于本发明专利技术双腿前端的避障红外传感器可探测两腿前端的正前方位置，躯干的后端的避障红外传感器可探测躯干后端的正后方位置，超声波模块可探测躯干前方的位置，具有较强的避障防跌功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机器人，特别是涉及一种机器人红外和超声波测障防跌装置。
技术介绍
红外与超声波应用在机器人上，主要用于避障防跌等功能。设计的安装位置一定程度上取决于机器人的行走轨迹和动态路径，做到最小的探测盲区实现避障防跌功能。也受限制于结构空间等，因为结构空间大小对使用红外对管还是超声波模块有很大的影响。基于这几点设计目的，需要业者对机器人上的红外与超声波的安装位置、结构有具创造性的设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有较强避障防跌功能的机器人红外和超声波测障防跌装置。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：本专利技术是一种机器人红外和超声波测障防跌装置，包括头部、躯干、双腿和尾轮；所述的头部安装在躯干的顶端，双腿安装在躯干的底部，尾轮安装在躯干后端的下部；还包括多个避障红外传感器、多个防跌红外传感器、超声波模块；所述的多个避障红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端，多个避障红外传感器的探测方向沿水平方向向外；所述的多个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端且多个防跌红外传感器的探测方向沿垂直方向向下，多个防跌红外传感器皆分别安装在多个避障红外传感器的下方；所述的超声波模块安装在躯干前部且探测方向向外。所述的超声波模块通过固定支架安装在躯干前部。本专利技术还包括三个避障红外传感器和三个防跌红外传感器；所述的两个避障红外传感器分别安装在双腿的前端，一个避障红外传感器安装在躯干的后端；所述的两个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端且分别位于两个避障红外传感器下方，一个防跌红外传感器安装在躯干的后端且位于避障红外传感器的下方。所述的超声波模块发出的超声波采用单信道处理，在超声波的接收端口先输入50us的高电平脉冲激活超声波，在超声波发射TX处会发送高电平作为测量距离的1.5-50ms的脉冲信号。所述的超声波模块发出的超声波具有仰角，该仰角角度为10°-20°，超声波的发射和接收就必须在同一个面上。本专利技术是一种机器人红外和超声波测障防跌装置的控制方法，包括以下步骤：1)在超声波模块发出超声波探测到有障碍时采用转弯：包含以下选择(1) 超声波模块发出超声波探测到障碍和尾轮同时遇到障碍则采用转弯；（2）超声波模块发出超声波探测到有障碍，尾轮悬空则采用转弯；2)在超声波模块发出超声波探测到和双腿中的一个腿同时有障碍，而躯干尾部无障碍无悬空，则采用后退转弯；3)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，接收红外信号，红外信号经放大、ADC采样、阀值判断，障碍物处理后，当双腿中的一个腿遇到障碍时，采用后退转弯；4)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，当双腿遇到障碍而躯干尾部悬空时，则停止；5)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，当双腿遇到障碍和躯干尾部同时有障碍时，则转弯；6)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，当双腿悬空或避障时，采用后退转弯；7)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，当躯干尾部悬空或遇到障碍时，前进转弯；8)避障红外传感器和防跌红外传感器发射红外信号，当双腿和躯干尾部同时悬空时，则停止。采用上述方案后，由于本专利技术包括多个避障红外传感器、多个防跌红外传感器、超声波模块；双腿前端的避障红外传感器可探测两腿前端的正前方位置，躯干的后端的避障红外传感器可探测躯干后端的正后方位置，超声波模块可探测躯干前方的位置，具有较强的避障防跌功能。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1是本专利技术的正视图；图2是本专利技术的侧视图；图3是本专利技术的后视图；图4是本专利技术躯干的正视图；图5是本专利技术躯干的剖视图；图6是本专利技术超声波模块的剖视图；图7是本专利技术超声波模块的正视图；图8是本专利技术控制方法的逻辑图；图9是本专利技术超声波单信道处理的示意图；图10是本专利技术单个红外信号采集的流程图；图11是本专利技术超声波水平探测的曲线图；图12是本专利技术超声波垂直探测的曲线图。具体实施方式如图1-图7所示，本专利技术是一种机器人红外和超声波测障防跌装置，包括头部1、躯干2、双腿3、三个避障红外传感器4、三个防跌红外传感器5、超声波模块6、固定支架7、尾轮8。所述的头部1安装在躯干2的顶端，双腿3安装在躯干2的底部。所述的尾轮8安装在躯干2后端的下部。所述的两个避障红外传感器4分别安装在双腿3的前端，一个避障红外传感器4安装在躯干2的后端，三个避障红外传感器4的探测方向皆沿水平方向向外。所述的两个防跌红外传感器5分别安装在双腿3的前端且分别位于两个避障红外传感器4下方，一个防跌红外传感器5安装在躯干2的后端且位于避障红外传感器4的下方，三个防跌红外传感器5的探测方向皆沿垂直方向向下。所述的超声波模块6通过固定支架7安装在躯干2前部且探测方向向外。在本实施例中，所述的躯干2前胸为弧面结构，要求超声波面和躯干2前胸贴合，超声波模块6发出的超声波具有一定的仰角，该仰角角度为10°-20°，超声波的发射和接收就必须在同一个面上。如果采用发射接收独立的在弧面贴合，发射和接收不在同一平面上不能形成反射信号和接收传感器在同一方向，接收传感器接收不到反射信号不能探测。超声波是通过震动产生脉冲信号，所以超声波模组不能被固定，超声波模块6整体用软胶固定在穿过整个固定支架7固定在之间上面，这样超声波模块6可以在支架上震动产生脉冲信号。固定支架7上再固定超声波的电路板，可以避免电路板和结构的干涉。因为超声波模组要露过前胸的结构件，在震动的时候不能与结构件干涉而影响超声波的实际功率。前胸的外壳孔径做大到φ18mm左右，这样能保证超声波自由震动度和机器人外观不受毁坏。另一方面超声波模块6在固定时不能在结构件上出现滑动脱落的情况，而可以由支架的结构图可以看出，固定支架7只允许在前后两端的位置固定，通过螺丝孔定位，也容易造成超声波模块6的左右摇晃。另外前胸的螺丝孔位置走向并是水平的，在锁螺丝时候易造成超声波上下走偏，这样影响超声波的在结构前壳的正中位置而受结构干扰。而在前胸位置通过卡槽设计，将固定支架7的左右边用卡槽护住，在固定支架7的两个螺丝孔支架处延伸两只耳朵作为结构限位，防止超声波固定支架7和前胸结构的上下滑动。如图8所示，本专利技术是一种机器人红外和超声波测障防跌装置的控制方法，包括以下步骤：1.在超声波模块6发出超声波探测到有障碍时采用转弯：包含以下选择(1) 超声波模块6发出超声波探测到障碍和尾轮8同时遇到障碍则采用转弯；（2）超声波模块6发出超声波探测到有障碍，尾轮8悬空则采用转弯；2.在超声波模块6发出超声波探测到和双腿3中的一个腿同时有障碍，而躯干2尾部无障碍无悬空，则采用后退转弯；3.避障红外传感器4和防跌红外传感器5发射红外信号，接收红外信号，红外信号经放大、ADC采样、阀值判断，障碍物处理后，当双腿中的一个腿遇到障碍时，采用后退转弯；4.避障红外传感器4和防跌红外传感器5发射红外信号，当双腿遇到障碍而躯干尾部悬空时，则停止；5.避障红外传感器4和防跌红外传感器5发射红外信号，当双腿遇到障碍和躯干尾部同时有障碍时，则转弯；6.避障红外传感器4和防跌红外传感器5发射红外信号，当双腿悬空或避障时，采用后退转弯；7.避障红外传感器4和防跌红外传感器5发射红外信号，当躯干尾部悬空或遇到障碍时，前进转弯；8.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机器人红外和超声波测障防跌装置，包括头部、躯干、双腿和尾轮；所述的头部安装在躯干的顶端，双腿安装在躯干的底部，尾轮安装在躯干后端的下部；其特征在于：还包括多个避障红外传感器、多个防跌红外传感器、超声波模块；所述的多个避障红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端，多个避障红外传感器的探测方向沿水平方向向外；所述的多个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端且多个防跌红外传感器的探测方向沿垂直方向向下，多个防跌红外传感器皆分别安装在多个避障红外传感器的下方；所述的超声波模块安装在躯干前部且探测方向向外。
【技术特征摘要】
1.一种机器人红外和超声波测障防跌装置，包括头部、躯干、双腿和尾轮；所述的头部安装在躯干的顶端，双腿安装在躯干的底部，尾轮安装在躯干后端的下部；其特征在于：还包括多个避障红外传感器、多个防跌红外传感器、超声波模块；所述的多个避障红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端，多个避障红外传感器的探测方向沿水平方向向外；所述的多个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端和躯干的后端且多个防跌红外传感器的探测方向沿垂直方向向下，多个防跌红外传感器皆分别安装在多个避障红外传感器的下方；所述的超声波模块安装在躯干前部且探测方向向外。2.根据权利要求1所述的机器人红外和超声波测障防跌装置，其特征在于：所述的超声波模块通过固定支架安装在躯干前部。3.根据权利要求1所述的机器人红外和超声波测障防跌装置，其特征在于：包括三个避障红外传感器和三个防跌红外传感器；所述的两个避障红外传感器分别安装在双腿的前端，一个避障红外传感器安装在躯干的后端；所述的两个防跌红外传感器分别安装在双腿的前端且分别位于两个避障红外传感器下方，一个防跌红外传感器安装在躯干的后端且位于避障红外传感器的下方。4.根据权利要求1所述的机器人红外和超声波测障防跌装置，其特征在于：所述的超声波模块发出的超声波采用单信道处理，在超声波的接收端口先输入50us的高电平脉冲激活超声波，在超声波发射TX处会发送高电平作为测量距离...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭长琛，许清汉，
申请(专利权)人：智童时刻厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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