智能巡线机器人制造技术

本实用新型专利技术智能巡线机器人，涉及巡线机器人领域，包括机器人壳体和设在壳体的运动执行机构，壳体内设有控制模块、传感器检测模块和电源模块，所述传感器检测模块用于检测机器人相对于黑线的角度偏差和中心偏差并将信息传递给控制模块，所述控制模块用于对接收到的偏差信息进行分析并调整运动执行机构的速度和方向，所述电源模块用于为控制模块、传感器检测模块和运动执行机构供电。本装置通过对传感器的位置布局，能提高智能巡线机器人定位的准确度，实现智能巡线机器人准确抓取、正确巡线的目的，能够在规定场地内自主巡线行走，将物料运送至指定的存放地点。

Intelligent line inspection robot

【技术实现步骤摘要】
智能巡线机器人
本技术涉及巡线机器人领域，特别是一种智能巡线机器人。
技术介绍
巡线机器人是一种能执行物料运送任务的智能移动小车，能够在规定场地内自主巡线行走，将物料运送至指定的存放地点，可广泛适用于工业制造、仓储物流、食品、医药、化工等行业领域，具有良好的应用前景。现有的巡线机器人的电控部分主要由控制模块、传感器检测模块及电源模块等组成。其中传感器模块和控制模块主要实现机器人的定位和自主巡线的功能。但是，当传感器的位置布局设计不当时，会大大降低机器人的定位和纠偏的准确度，容易造成机器人偏离预定黑线行走等现象，从而导致机器人巡线失败。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种智能巡线机器人，能够克服传统的巡线机器人因传感器的位置布局设计不当而引起的机器人巡线失败的技术缺陷，能够实现准确定位、正确巡线的技术效果。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种智能巡线机器人，包括机器人壳体和设在壳体的运动执行机构，壳体内设有控制模块、传感器检测模块和电源模块，所述传感器检测模块用于检测机器人相对于黑线的角度偏差和中心偏差并将信息传递给控制模块，所述控制模块用于对接收到的偏差信息进行分析并调整运动执行机构的速度和方向，所述电源模块用于为控制模块、传感器检测模块和运动执行机构供电。优选的方案中，所述传感器检测模块包括错位排列摆放的14个灰度传感器，其中机器人壳体前端和后端分别设有7个灰度传感器，右侧设有4个灰度传感器，灰度传感器均与控制模块的信号输入端电连接。优选的方案中，所述控制模块为单片机。优选的方案中，所述运动执行机构为多个活动脚轮，每个活动脚轮的驱动电机与控制模块电连接。优选的方案中，所述运动执行机构为多个机械腿，每个机械腿的驱动电机与控制模块电连接。优选的方案中，所述的电源模块为可充电电池。本技术通过正确设计传感器的位置布局，提高智能巡线机器人定位的准确度，实现智能巡线机器人准确抓取、正确巡线的目的，能够在规定场地内自主巡线行走，将物料运送至指定的存放地点。附图说明下面结合附图对本技术做进一步的说明：图1为本技术的运动规定场地平面示意图。图2为本技术的传感器位置布局示意图。图3为本技术的灰度传感器在巡线过程中的示意图。图4为本技术的系统连接示意图。图中：机器人壳体1，运动执行机构2，控制模块3，传感器检测模块4，灰度传感器41，电源模块5。具体实施方式如图1~4所示，一种智能巡线机器人，包括机器人壳体1和设在壳体1的运动执行机构2，壳体1内设有控制模块3、传感器检测模块4和电源模块5，所述传感器检测模块4用于检测机器人相对于黑线的角度偏差和中心偏差并将信息传递给控制模块3，所述控制模块3用于对接收到的偏差信息进行分析并调整运动执行机构2的速度和方向，所述电源模块5用于为控制模块3、传感器检测模块4和运动执行机构2供电。优选的方案中，所述传感器检测模块4包括错位排列摆放的14个灰度传感器41，其中机器人壳体1前端和后端分别设有7个灰度传感器41，右侧设有4个灰度传感器41，灰度传感器41均与控制模块3的信号输入端电连接。灰度传感器可以采用红外灰度传感器，红外灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。在环境光干扰不是很严重的情况下，用于区别黑色与其它颜色。优选的方案中，所述控制模块3为单片机。控制模块可以选择单片机，采用STM32F407芯片作为内核，用于处理、计算灰度传感器检测到的信号。优选的方案中，所述运动执行机构2为多个活动脚轮，每个活动脚轮的驱动电机与控制模块3电连接。活动脚轮可以安装四个，分布在机器人外壳两侧，用于控制机器人移动。优选的方案中，所述运动执行机构2为多个机械腿，每个机械腿的驱动电机与控制模块3电连接。机械腿可以安装6条分布在机器人外壳两侧，三角步态是六足机器人实现步行的典型步态，身体左侧的前、后足及右侧的中足为一组，右侧的前、后足和左侧的中足为另一组，分别组成两个三角形支架，依靠大腿前后划动实现支撑和摆动过程，这就是典型的三角步态行走法。优选的方案中，所述的电源模块5为可充电电池。可充电电池方便机器人独自行动，排除了拖拽电线的麻烦，例如锂离子电池，体积小且比能量大，循环寿命长，一般均可达到500次以上，甚至1000次以上。规定场地如图1所示，地面施划有间隔为300mm的黑色方格线，经线为线宽20mm的单线，纬线线宽为15+10（间隔）+15mm的双线，机器人巡线移动运送物料。灰度传感器的排列如图2和图3所示，机器人前后两端的两组各7个传感器中，外侧并列设置五个灰度传感器，相邻两个传感器检测范围的间距小于双线间距且三个相邻的灰度传感器的检测范围之和大于双线间距；内侧并列设置两个灰度传感器，内侧的两个灰度传感器检测范围的间距小于双线间距且两个灰度传感器检测范围之和大于双线间距，这种错位排列摆放的14个灰度传感器能够更精确的在规定场地巡双黑线运动。机器人右侧的4个灰度传感器分为内外两组，内侧一组用于巡单黑线运动，两个灰度传感器之间距离大于单线线宽；外侧一组用于在机器人提取物料时进行位置检测，检测到巡线机器人到达物料提取区或物料存放区即可，因此精度要求没有巡线时所需的精度要求高。例如图3中阴影部分代表该灰度传感器检测到黑线，无阴影部分代表该灰度传感器未检测到黑线。当机器人运动到单黑线与双黑线的交叉点时，巡线的精度更高。当机器人进行巡双黑线运动时，前后端14个灰度传感器检测机器人的位置数据，并传送至控制模块，控制模块计算出机器人相对于双黑线的角度偏差和中心偏差，然后根据机器人的偏差状态，运用闭环控制方法，改变机器人纵向以及自转方向的速度，调整机器人的运动状态，使其回到正确位置；机器人巡单黑线运动时的调整方式与巡双黑线时类似，其位置偏差由右侧内侧2个灰度传感器进行检测。右侧外侧2个灰度传感器在机器人提取物料时进行位置检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能巡线机器人，其特征在于：包括机器人壳体（1）和设在壳体（1）的运动执行机构（2），壳体（1）内设有控制模块（3）、传感器检测模块（4）和电源模块（5），所述传感器检测模块（4）用于检测机器人相对于黑线的角度偏差和中心偏差并将信息传递给控制模块（3），所述控制模块（3）用于对接收到的偏差信息进行分析并调整运动执行机构（2）的速度和方向，所述电源模块（5）用于为控制模块（3）、传感器检测模块（4）和运动执行机构（2）供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能巡线机器人，其特征在于：包括机器人壳体（1）和设在壳体（1）的运动执行机构（2），壳体（1）内设有控制模块（3）、传感器检测模块（4）和电源模块（5），所述传感器检测模块（4）用于检测机器人相对于黑线的角度偏差和中心偏差并将信息传递给控制模块（3），所述控制模块（3）用于对接收到的偏差信息进行分析并调整运动执行机构（2）的速度和方向，所述电源模块（5）用于为控制模块（3）、传感器检测模块（4）和运动执行机构（2）供电。


2.根据权利要求1所述的智能巡线机器人，其特征在于：所述传感器检测模块（4）包括错位排列摆放的14个灰度传感器（41），其中机器人壳体（1）前端和后端分别设有7个灰度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，魏雅慧，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42