机器人自动保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机器人自动保护电路，包括传感器电路、阈值比较电路和执行机构；传感器电路探测机器人所处环境信息并上传阈值比较电路；阈值比较电路比较上传数据与设定阈值的大小并输出比较信号；执行机构根据比较信号直接控制机器人的执行机构动作，完成机器人的自动保护。本实用新型专利技术提供的这种机器人自动保护电路，通过传感器获取机器人周围环境的特定信号并与事先设定的阈值进行比较，并将比较信号直接作为驱动信号驱动执行机构工作，因此本实用新型专利技术提供的这种机器人自动保护电路，能够使用比较信号在不通过核心控制器的计算的基础上直接驱动执行机构工作，因此能够快速完成机器人的自我保护，从而保证机器人的正常安全运行。

Robot automatic protection circuit

The utility model discloses an automatic protection circuit for robots, which comprises a sensor circuit, a threshold comparison circuit and an actuator; a sensor circuit detects the environmental information of the robot and uploads a threshold comparison circuit; a threshold comparison circuit compares the size of uploaded data with the set threshold value and outputs a comparison signal; and an actuator root. According to the comparison signal, the robot's actuator is directly controlled and the robot's automatic protection is completed. The automatic protection circuit of the robot provided by the utility model obtains the specific signal of the surrounding environment of the robot through the sensor and compares it with the pre-set threshold value. The comparative signal is directly used as the driving signal to drive the executing mechanism to work. Therefore, the automatic protection circuit of the robot provided by the utility model can be used as a driving signal to drive the executing mechanism. Enough to use the comparative signal to drive the actuator directly without the calculation of the core controller, so it can quickly complete the self-protection of the robot, so as to ensure the normal and safe operation of the robot.

【技术实现步骤摘要】
机器人自动保护电路
本技术具体涉及一种机器人自动保护电路。
技术介绍
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，机器人技术已经逐步进入了人们的生产和生活，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。比如，机器人已经广泛应用于家庭清洁、安保安防、自动巡线等方面，实现了无人值守应用，大大提高了效率。目前的机器人的设计思路均为：通过大量的传感器，比如超声传感器、摄像头、碰撞传感器等，获取机器人周围环境的具体数据，然后将所有的数据传入机器人的核心控制器，再通过一套复杂而精密的算法对各类数据进行处理，然后再发出相应的控制指令控制相应的运行部件进行制定的动作。比如机器人遇到火灾进行避让的操作，现有的机器人的控制模式为：温度传感器获取机器人附近地区的温度信息，然后将该温度信息通过AD转换传递给机器人的核心控制器，核心控制器在获取该温度信息后进行综合判断，再发出控制指令，通过DA转换传递给相应的驱动机构，驱动机构再动作控制机器人离开火灾区域。但是，上述的机器人控制的思路，其缺点在于：控制流程繁琐且复杂，任何机器人的动作都需要通过核心控制器进行综合判断并下达指令，从而增加了机器人在应对某些特殊任务时反应时间，在特殊情况下(比如控制器失灵等)则可能造成机器人的严重事故，
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够快速应对特殊情况，从而保证机器人在应对特殊情况时反应迅速及时的机器人自动保护电路。本技术提供的这种机器人自动保护电路，其特征在于包括传感器电路、阈值比较电路、执行机构和机器人核心控制器；传感器电路和阈值比较电路串接，阈值比较电路还同时连接执行机构和机器人核心控制器；传感器电路用于探测机器人所处环境的外部信息数据，并将信息数据传输给阈值比较电路；阈值比较电路根据上传的环境信息数据与设定的阈值进行比较并输出比较信号到执行机构，执行机构根据比较信号直接控制机器人的执行机构动作，从而完成机器人的自动保护；阈值比较电路输出的比较信号还上传至机器人核心控制器，用于机器人对后续动作进行计算和判断。所述的执行机构为开关量信号驱动的执行机构。所述的传感器电路包括碰撞传感器电路、火焰探测器电路、超声波传感器电路和红外测距传感器电路；所述碰撞传感器电路为机械开关式碰撞传感器电路，用于防止机器人碰撞物体；所述火焰探测器电路用于探测火焰或火灾区域，用于防止机器人进入火焰区域；所述超声波传感器用于防止机器人碰撞物体；所述红外测距传感器电路安装在机器人的行走机构上，用于测量行走机构与地面的距离，从而防止机器人从高处跌落。所述的火焰探测器电路为由型号为A710的火焰探测器构成电路。所述的超声波传感器电路为由型号为KS103的超声波传感器构成的电路。所述的红外测距传感器电路为由型号为GP2Y0A21YK0F的红外测距传感器构成的电路。本技术提供的这种机器人自动保护电路，通过传感器获取机器人周围环境的特定信号并与事先设定的阈值进行比较，并将比较信号直接作为驱动信号驱动执行机构工作，因此本技术提供的这种机器人自动保护电路，能够使用比较信号在不通过核心控制器的计算的基础上直接驱动执行机构工作，因此能够快速完成机器人的自我保护，从而保证机器人的正常安全运行。附图说明图1为本技术的功能模块图。图2为本技术的碰撞传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图。图3为本技术的红外测距传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图。图4为本技术的火焰探测器电路及其阈值比较电路的电路原理图。图5为本技术的超声波传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图。具体实施方式如图1所示为本技术的功能模块图：本技术提供的这种机器人自动保护电路，包括传感器电路、阈值比较电路和执行机构；传感器电路用于探测机器人所处环境的外部信息数据，并将信息数据传输给阈值比较电路；阈值比较电路根据上传的环境信息数据与设定的阈值进行比较并输出比较信号到执行机构，执行机构根据比较信号直接控制机器人的执行机构动作，从而完成机器人的自动保护。执行机构为开关量信号驱动的执行机构。传感器电路包括碰撞传感器电路、火焰探测器电路、超声波传感器电路和红外测距传感器电路；所述碰撞传感器电路为机械开关式碰撞传感器电路，用于防止机器人碰撞物体；所述火焰探测器电路用于探测火焰或火灾区域，用于防止机器人进入火焰区域；所述超声波传感器用于防止机器人碰撞物体；所述红外测距传感器电路安装在机器人的行走机构上，用于测量行走机构与地面的距离，从而防止机器人从高处跌落。此外，阈值比较电路输出的比较信号还上传至机器人的核心控制器，用于机器人对后续动作进行计算和判断。如图2所示为本技术的碰撞传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图：碰撞传感器采用传统的机械式开关即可；阈值比较电路包括型号为LM393的电压比较器电路以及电阻R4和R7组成的基准电压调整电路，图中的基准电压为点入R7上的端电压；此时调整R7的端电压为0.5V左右。机械开关未动作时，由R2上拉电位，使得三极管Q1集电极导通输出低电平，阈值调节电压在0.8V左右，经过比较器U1A，(0-0.5)小于0，则输出低电平。机械开关动作时，由R2上的电位被拉低，使得三极管Q1截止，导致R1输出高电平，阈值调节电压在0.8V左右，经过比较器U1A，(5-0.5)大于0，输出高电平，此时电机控制机器执行刹车动作，同时给机械手臂执行缩手动作。如图3所示为本技术的红外测距传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图：红外测距传感器电路安装在机器人的行走机构上，用于测量行走机构与地面的距离，从而防止机器人从高处跌落；阈值比较电路包括型号为LM393的电压比较器电路以及电阻R9和R12组成的基准电压调整电路，图中的基准电压为点入R12上的端电压；此时调整R12的端电压为1.8V左右。红外测距传感器为电压型传感器，为模拟电压，在机器人上，在一定范围内，模拟电压与距离成反比，距离越远，模拟电压降低，稳态时的安全电压在2.25V左右，跌落状态的电压在1.2左右。电压经电压跟随器(由型号为LM358的运放U2A构成)后，输出给比较器U1B，阈值调节电压在1.8V左右，正常状态下(2.25V-1.8大于0)，输出高电平；若为快跌落时，则跌落状态输出低电平(小于0)给电机控制机器执行回退动作如图4所示为本技术的火焰探测器电路及其阈值比较电路的电路原理图：阈值比较电路包括型号为LM393的电压比较器电路以及电阻R15和R19组成的基准电压调整电路，图中的基准电压为点入R19上的端电压；此时调整R19的端电压为3V左右。火焰探测器为型号为A710的电流型传感器，电流范围为4-20mA；经过采样电阻R14后转化为模拟电压范围为0.4-2V，信号经RC滤波(电阻R13和电容C3)输入运算放大电路，将输入信号放大2倍后，最后经比较电路U1C；在本实施例中，设定火焰探测器输出15mA以上属于报警信号，则阈值设为3V，当输入信号大于3V，输出高电平给电机控制机器执行回退动作。如图5所示为本技术的超声波传感器电路及其阈值比较电路的电路原理图：阈值比较电路包括型号为LM393的电压比较器电路以及电阻R25和R28组成的基准电压调整电路，图中的基准电压为点入R28上的端电压。同样的，超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人自动保护电路，其特征在于包括传感器电路、阈值比较电路、执行机构和机器人核心控制器；传感器电路和阈值比较电路串接，阈值比较电路还同时连接执行机构和机器人核心控制器；传感器电路用于探测机器人所处环境的外部信息数据，并将信息数据传输给阈值比较电路；阈值比较电路根据上传的环境信息数据与设定的阈值进行比较并输出比较信号到执行机构，执行机构根据比较信号直接控制机器人的执行机构动作，从而完成机器人的自动保护；阈值比较电路输出的比较信号还上传至机器人核心控制器，用于机器人对后续动作进行计算和判断。

【技术特征摘要】
1.一种机器人自动保护电路，其特征在于包括传感器电路、阈值比较电路、执行机构和机器人核心控制器；传感器电路和阈值比较电路串接，阈值比较电路还同时连接执行机构和机器人核心控制器；传感器电路用于探测机器人所处环境的外部信息数据，并将信息数据传输给阈值比较电路；阈值比较电路根据上传的环境信息数据与设定的阈值进行比较并输出比较信号到执行机构，执行机构根据比较信号直接控制机器人的执行机构动作，从而完成机器人的自动保护；阈值比较电路输出的比较信号还上传至机器人核心控制器，用于机器人对后续动作进行计算和判断。2.根据权利要求1所述的机器人自动保护电路，其特征在于所述的执行机构为开关量信号驱动的执行机构。3.根据权利要求2所述的机器人自动保护电路，其特征在于所述的传感器电路包括碰撞传感器电路、火焰探测器电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗潭星，蔡佳豪，
申请(专利权)人：湖南万为智能机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43