一种定位装置及包含该定位装置的机器人制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种定位装置及包含该定位装置的机器人。其中，电机控制单元、电机单元、计算单元以及加速度传感器单元；所述电机控制单元与所述电机单元连接并控制所述电机单元；所述计算单元与所述加速度传感器单元连接并读取加速度数据，所述计算单元处理该加速度数据生成位置数据；所述电机控制单元与所述计算单元连接并接收位置数据，生成所述电机单元的控制信号。本实用新型专利技术的一种定位装置及包含该定位装置的机器人，可以在机器人上不安装其他无线定位的装置，实现比较准确的位置定位，并且可以避免无线定位的精度误差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人领域，尤其涉及一种包含定位装置的机器人。
技术介绍
随着人们生活水平的提高和科技的进步，一方面在智能家居中，自动扫地机器人已经进入了普通家庭，一定程度上减少了人们的家务负担。但是目前市场上的自动扫地机器人没有定位的能力，只能通过碰撞检测后改变行走方向，经过多次反复行走才能基本覆盖到的整个区域。这种方式存在很难完整遍历区域、大量重复的轨迹导致能源浪费的问题。另一方面，在清洁服务的行业领域中，扫地机多为人工推动机行走或通过驾驶、遥控的方式控制机行走，这种方式的机严重依赖于人工，劳动力得不到解放，自动化程度又进一步提高的空间。但是如果机器人可以做到路径自动规划和自动导航，那么就可以做到少重复、高覆盖、高效率、高自动化地完成任务。欲达到该目的，需要解决的其中一个技术问题是机如何做到自动定位。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种定位装置及包含该定位装置的机器人。本技术提供的技术方案如下：一种定位装置，其特征在于，包括：电机控制单元、电机单元、计算单元以及加速度传感器单元；所述电机控制单元与所述电机单元连接并控制所述电机单元；所述计算单元与所述加速度传感器单元连接并读取加速度数据，所述计算单元处理该加速度数据生成位置数据；所述电机控制单元与所述计算单元连接并接收位置数据，生成所述电机单元的控制信号。本方案中定位装置中电机控制单元向电机下达控制信号，控制信号一般包括转动速度和转动方向的信号，电机单元则按照这些信号驱动机器人的轮子转动；计算单元从加速度传感器单元读取加速度数据，并完成算法运算，得到机器人当前的位置；电机控制单元从计算单元获取位置数据，决定接下来如何驱动电机单元。优选地，所述电机单元的控制数据为转动速度和转动方向的信号。优选地，所述计算单元为单片机。进一步地，所述定位装置还包括码盘单元，所述计算单元与所述码盘单元连接并读取角位移数据，所述计算单元处理该角位移数据生成位置数据。进一步地，所述定位装置还包括激光传感器单元，所述计算单元与所述激光传感器单元连接并读距离数据，所述计算单元处理该距离数据生成位置数据。以上两个优化技术方案，通过码盘、激光传感器等方式获得机器人的位移，并与电机控制单元、电机单元、计算单元以及加速度传感器单元的方案进行融合，得到精度更高的定位结果。本技术还提供一种机器人，包括上述的定位装置，还包括运动单元；所述运动单元与所述电机单元连接并由所述电机单元驱动产生运动。优选地，所述运动单元为轮子组件。本技术提供的定位装置及包含该定位装置的机器人，可以在机器人上不安装其他无线定位的装置，实现比较准确的位置定位，并且可以避免无线定位的精度误差较大的问题。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本技术的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1为本技术一种定位装置的第一实施例组成示意图；图2为本技术一种定位装置的第二实施例组成示意图；图3为本技术一种机器人的组成示意图；图4是本技术机器人实现定位的算法示意图。附图标号说明：101电机控制单元，102电机单元，103计算单元，104加速度传感器单元，105码盘单元，106激光传感器单元，107运动单元。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。第一实施例图1本技术一种定位装置的第一实施例组成示意图，作为本技术的一个具体实施例，如图1所示，一种定位装置，包括：电机控制单元101、电机单元102、计算单元103以及加速度传感器单元104；电机控制单101元与电机单元102连接并控制电机单元102。计算单元103与加速度传感器单元104连接并读取加速度数据，计算单元103处理该加速度数据生成位置数据。电机控制单元101与计算单元103连接并接收位置数据。电机控制单元101生成电机单元102的控制信号。电机控制单元101为市售成品，例如合肥凯利公司的KBL24101X。电机单元102的控制数据为转动速度和转动方向的信号。计算单元103为单片机，例如STM32F103系列。计算单元103，可以根据加速度数据计算出的相对位移，并且根据的相对位移和预先设定的原始位置推算出当前位置信息。在实际产品中，电机控制单元101和计算单元103可以集成在同一个具有运算能力的模块中实现。加速度传感器单元104具备获取空间两个或三个互相垂直方向加速度的能力。本实施例定位装置的工作原理如下：1)设置启动的原点位置；2)启动从原点位置行走；3)加速度传感器单元104获取各个方向的加速度；4)计算单元103根据加速度数据计算得到每个方向发生的相对位移；5)计算单元103根据当前位移数据与之前位置，推算得到在区域中的位置。6)重复3)、4)、5)步骤，就可以实现连续不断定位，直到停止运行。上述原点，是指几何平面坐标系的原点，也是起始位置。当处于原点位置时，自动进行坐标系校准，建立x、y坐标系。上述位置，是指在以上坐标系中的位置。当对需要工作的区域建立地图模型后，那么这里建立的坐标系便可以与地图模型建立空间上的映射。根据坐标系中的位置，便可以得到在工作的区域的具体位置。本方法中的加速度，例如可以是加速度传感器获取到的x、y方向的加速度。加速度可是正数，当沿着相反方向运动则加速度是负数。根据物理学加速度、速度、位移公式，可以得到在任意一次计算后的相对位移和当前的速度，与前一次的计算结果进行合并计算，得到当前的绝对位置坐标。其基本算法如下： x n y n = x n - 1 y n - 1 + 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位装置，其特征在于，包括：电机控制单元、电机单元、计算单元以及加速度传感器单元；所述电机控制单元与所述电机单元连接并控制所述电机单元；所述计算单元与所述加速度传感器单元连接并读取加速度数据，所述计算单元处理该加速度数据生成位置数据；所述电机控制单元与所述计算单元连接并接收位置数据，生成所述电机单元的控制信号；所述定位装置还包括码盘单元，所述计算单元与所述码盘单元连接并读取角位移数据，所述计算单元处理该角位移数据生成位置数据；所述定位装置还包括激光传感器单元，所述计算单元与所述激光传感器单元连接并读距离数据，所述计算单元处理该距离数据生成位置数据。

【技术特征摘要】
1.一种定位装置，其特征在于，包括：电机控制单元、电机单元、计算单元以及加速度传感器单元；所述电机控制单元与所述电机单元连接并控制所述电机单元；所述计算单元与所述加速度传感器单元连接并读取加速度数据，所述计算单元处理该加速度数据生成位置数据；所述电机控制单元与所述计算单元连接并接收位置数据，生成所述电机单元的控制信号；所述定位装置还包括码盘单元，所述计算单元与所述码盘单元连接并读取角位移数据，所述计算单元处理该角位移数据生成位置数据；所述定位装置还包括激光传感器单元，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：章征贵，张小，
申请(专利权)人：上海物景智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31