一种智能移动机器人的行走控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及智能移动机器人的行走控制系统，包括：轴角编码器，用于将转轴运动角度和运动方向的模拟量转变成数字量；计数电路，用于测量轴角编码器的脉冲输出个数；计算机，用于收集和下发相应数据；外部按钮，用于向计算机提供外部控制数据；数据交换器，用于处理计算机收集上来的数据，并将处理后的数据实时反馈给计算机；D/A转换器，用于将计算机下发的并行二进制的数字量转换为模拟量；伺服驱动器，其用于根据模拟量通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制；伺服电机，用于将电压信号转化为转矩和转速以驱动机器人运动。其可实现机器人的高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动。

A walking control system for intelligent mobile robot

The utility model relates to a walking control system of an intelligent mobile robot, which comprises a shaft angle encoder for converting analog signals of the rotation angle and the motion direction into digital signals, a counting circuit for measuring the number of pulse outputs of the shaft angle encoder, a computer for collecting and transmitting corresponding data, and an external button. Used to provide external control data to a computer; data exchanger for processing data collected by the computer and feeding the processed data back to the computer in real time; D/A converter for converting parallel binary digits sent down by the computer into analog quantities; servo driver for passing through analog quantities Position, speed and torque are three ways to control the servo motor; servo motor is used to convert voltage signals into torque and speed to drive the robot movement. It can realize the high precision positioning of the robot, adjust the attitude in situ and the motion of any continuous trajectory on the two-dimensional plane.

【技术实现步骤摘要】
一种智能移动机器人的行走控制系统
本技术属于机器人
，涉及一种机器人的辅助系统，具体涉及一种智能移动机器人的行走控制系统。
技术介绍
社会经济的飞速发展和各个行业对自动化程度要求的提高，都极大地推动了机器人技术的发展。机器人的关键技术是机器人的控制。为了控制各种机器人的动作，国内外己经研究了多种控制设备及方法。智能移动机器人控制技术是当今自动化领域技术发展的热点之一，受到了各方面的关注。智能移动机器人的发展正处于快速成长的阶段。由于具有较强的活动能力，良好的稳定性等特点，在工业，农业，国防等各个领域得到了广泛的应用，如智能移动机器人在办公机器人、仓储搬运、危险坊处理、医疗保城、军用和特种机器人等领域的广泛应用前景。由于智能移动机器人应用领域和范围的不断扩大，使智能移动机器人技术面临的新需求和新问题层出不穷。智能移动机器人视觉导航系统具有探测信号范围宽，获取信息完整等优点。目前智能移动机器人多采用双目视觉系统，机器人根据视觉相机对周围环境实时探测所获得的信息，规划出所需路径，并沿着该路径在没有人工干预的情况下，移动到预定目标，这种基于视觉导航的方式在交通运输，自动化仓库，柔性生产线的运料小车等方面已取得了较好的应用。但是，智能移动全家人的视觉导航系统同时存在目标和背景难以区分的难点。为了将障碍物与背景分开，所霱的图像计算量很大，导致系统的实时性较差，从而影响了智能移动机器人的行走和控制。鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的智能移动机器人的行走控制系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种智能移动机器人的行走控制系统，其可实现机器人的高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种智能移动机器人的行走控制系统，其特征在于，包括：轴角编码器，其用于将机器人转轴的运动角度和运动方向的模拟量转变成数字量；与所述轴角编码器相连的计数电路，其用于测量所述轴角编码器的脉冲输出个数；与所述计数电路相连的计算机，其用于收集和下发相应数据；与所述计算机相连的外部按钮，其用于向所述计算机提供外部控制数据；与所述计算机相连的数据交换器，其用于处理所述计算机收集上来的数据，并将处理后的数据实时反馈给所述计算机；与所述计算机相连的D/A转换器，其用于将所述计算机下发的并行二进制的数字量转换为模拟量；与所述D/A转换器相连的伺服驱动器，其用于根据所述模拟量通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制；与所述伺服驱动器相连的伺服电机，其用于将来自所述伺服驱动器的电压信号转化为转矩和转速以驱动智能移动机器人运动。进一步地，其中，所述外部按钮包括开关控制按钮，所述开关控制按钮用于向所述计算机提供智能移动机器人的开关控制数据。更进一步地，其中，所述外部按钮还包括方向控制按钮，所述方向控制按钮用于向所述计算机提供智能移动机器人的方向控制数据。此外，所述智能移动机器人的行走控制系统进一步包括与所述计算机相连的传感器，所述传感器用于向所述计算机提供感应数据。进一步地，其中，所述传感器包括激光雷达，所述激光雷达用于获取机器人外部环境的二维信息，经过分析构造出障碍物的轮廓，将障碍物、目标和背景区分开来。更进一步地，其中，所述传感器包括超声波传感器，所述超声波传感器用于测得障碍物和目标的距离信息，从而获得机器人外部环境的第三维信息。与现有的智能移动机器人的行走控制系统相比，本技术的智能移动机器人的行走控制系统具有如下有益技术效果：1、本技术的智能移动机器人的行走控制系统可实现机器人的高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动。2、本技术的智能移动机器人的行走控制系统可实现机器人的自动避障，提高机器人的性能并保证机器人在未知环境下的安全。3、本技术的智能移动机器人的行走控制系统能够适应各种环境中的行走控制，扩大了智能移动机器人的适用范围。附图说明图1是本技术的智能移动机器人的行走控制系统的组成示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明，实施例的内容不作为对本技术的保护范围的限制。图1示出了本技术的智能移动机器人的行走控制系统的组成示意图。如图1所示，本技术的智能移动机器人的行走控制系统包括轴角编码器、计数电路、计算机、外部按钮、数据交换器、D/A转换器、伺服驱动器和伺服电机。其中，所述轴角编码器与机器人转轴相连，用于将机器人转轴的运动角度和运动方向的模拟量转变成数字量，从而便于机器人转轴的运动角度和运动方向的测量。在本技术中，优选地，所述轴角编码器安装在机器人底盘上，以便于与机器人转轴相连。所述计数电路与所述轴角编码器相连，用于测量所述轴角编码器的脉冲输出个数，从而便于后续通过所述脉冲输出个数获得机器人转轴的运动角度和运动方向数据。所述计算机与所述计数电路、外部按钮、数据交换器和D/A转换器相连的计算机，用于收集和下发相应数据。也就是，所述计算机收集来自所述计算电路和外部按钮的数据，并将所述数据提供给所述数据交换器。同时，所述计算机将来自所述数据交换器的数据下发给所述D/A转换器。所述外部按钮与所述计算机相连，用于向所述计算机提供外部控制数据。在本技术中，所述外部按钮包括开关控制按钮。所述开关控制按钮为机器人的开关控制按钮，其通过所述计算机的I/O接口与所述计算机相连，用于向所述计算机提供智能移动机器人的各种开关控制数据。所述外部按钮还包括方向控制按钮。所述方向控制按钮为机器人的方向控制按钮，其通过所述计算机的I/O接口与所述计算机相连，用于向所述计算机提供智能移动机器人的方向控制数据，例如，前进、后退、左转、右转等方向控制数据。所述数据交换器与所述计算机相连，其用于处理所述计算机收集上来的数据，并将处理后的数据实时反馈给所述计算机。也就是，所述数据交换器根据所述计算机收集上来的机器人转轴的运动角度和运动方向数据、机器人的开关控制数据、机器人的方向控制数据等形成控制命令数据，并将形成的控制命令数据实时反馈给所述计算机，由所述计算机进行下发。所述D/A转换器与所述计算机相连，用于将所述计算机下发的并行二进制的数字量转换为模拟量。也就是，将所述计算机下发的数据量形式的控制命令数据转换为模拟量，以便于后续的伺服驱动器使用。所述伺服驱动器与所述D/A转换器相连，用于根据所述模拟量通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制。所述伺服电机与所述伺服驱动器相连，用于将来自所述伺服驱动器的电压信号（所述伺服驱动器发出的关于位置、速度和力矩的控制信号以电压信号的形式呈现）转化为转矩和转速以驱动智能移动机器人运动。此外，在本技术中，所述智能机器人的行走控制系统可以进一步包括与所述计算机相连的传感器。所述传感器用于向所述计算机提供感应数据。这样，所述数据交换器可以根据所述传感器的感应数据形成控制命令数据，以便于更好地控制机器人的运动。优选地，所述传感器包括激光雷达。所述激光雷达用于获取机器人外部环境的二维信息，经过分析构造出障碍物的轮廓，将障碍物、目标和背景区分开来。在本技术中，具体地，所述激光雷达可以采用上海思岚科技有限公司的RPLIDARA1激光雷达，通过其可以探测机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能移动机器人的行走控制系统，其特征在于，包括：轴角编码器，其用于将机器人转轴的运动角度和运动方向的模拟量转变成数字量；与所述轴角编码器相连的计数电路，其用于测量所述轴角编码器的脉冲输出个数；与所述计数电路相连的计算机，其用于收集和下发相应数据；与所述计算机相连的外部按钮，其用于向所述计算机提供外部控制数据；与所述计算机相连的数据交换器，其用于处理所述计算机收集上来的数据，并将处理后的数据实时反馈给所述计算机；与所述计算机相连的D/A转换器，其用于将所述计算机下发的并行二进制的数字量转换为模拟量；与所述D/A转换器相连的伺服驱动器，其用于根据所述模拟量通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制；与所述伺服驱动器相连的伺服电机，其用于将来自所述伺服驱动器的电压信号转化为转矩和转速以驱动智能移动机器人运动。

【技术特征摘要】
1.一种智能移动机器人的行走控制系统，其特征在于，包括：轴角编码器，其用于将机器人转轴的运动角度和运动方向的模拟量转变成数字量；与所述轴角编码器相连的计数电路，其用于测量所述轴角编码器的脉冲输出个数；与所述计数电路相连的计算机，其用于收集和下发相应数据；与所述计算机相连的外部按钮，其用于向所述计算机提供外部控制数据；与所述计算机相连的数据交换器，其用于处理所述计算机收集上来的数据，并将处理后的数据实时反馈给所述计算机；与所述计算机相连的D/A转换器，其用于将所述计算机下发的并行二进制的数字量转换为模拟量；与所述D/A转换器相连的伺服驱动器，其用于根据所述模拟量通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制；与所述伺服驱动器相连的伺服电机，其用于将来自所述伺服驱动器的电压信号转化为转矩和转速以驱动智能移动机器人运动。2.根据权利要求1所述的智能移动机器人的行走控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大年，窦一鸣，洪徐星，
申请(专利权)人：安徽奇智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34