一种移动机器人导航系统和移动机器人技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，公开了一种移动机器人导航系统和移动机器人。移动机器人导航系统包括移动机器人和靶牌，移动机器人包括本体、行走机构、导航传感器组、位置传感器组、控制系统，导航传感器组、位置传感器组、行走机构均与控制系统信号连接导航传感器组包括中心激光传感器和纠偏激光传感器，纠偏激光传感器沿水平方向摆动装配在本体上，靶牌上设置有航向靶。纠偏激光传感器接收到航向靶反射的激光信号时说明移动机器人偏离直线，根据接收到的纠偏激光传感器的位置确定移动机器人是左偏还是右偏，从而由控制系统改变行走机构的行走方向，提高移动机器人的行走精度，省略了专用的辅助设备和算法，从而降低了移动机器人的使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人导航系统和移动机器人
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种移动机器人导航系统和移动机器人。
技术介绍
机器人自动行驶导航技术现在以激光雷达导航为主，激光雷达导航原理是以水平的激光雷达为圆心，激光雷达发出的激光射线到掩体(墙或物)后激光返回，通过从返回光确定掩体到激光雷达的距离，再将激光射线按固定速度连续旋转起来，通过旋转角度和距离两个参数就可以构建这个激光雷达在平面空间的位置，也就是构建地图。再将激光雷达装载在由控制器和电机驱动组成的机器人底盘上，通过计算机的算法来实现让机器人底盘在地图中的规划路线进行行驶的目的。虽然移动激光雷达导航机器人应用领域十分广泛，但激光雷达在应用方面仍存在有问题和局限性，现有的激光导航精度有限，同时现有的机器人的行驶不够稳定，在行驶出现方向上的偏差时，机器人在地图中的相对坐标容易丢失，需要有绝对坐标的其他设备或者算法辅助进行导航，而设备以及算法的成本较高，增加了机器人的使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种移动机器人导航系统，以解决现有技术中的激光雷达导航机器人的导航精度有限在行驶出现偏差时，机器人在地图中的相对坐标容易丢失，辅助设备和算法的高成本导致机器人成本增加的问题；本专利技术还提供了一种移动机器人。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种移动机器人导航系统，包括移动机器人和靶牌，所述移动机器人包括本体和布置在本体上的行走机构、导航传感器组、位置传感器组、控制系统，所述导航传感器组、位置传感器组、行走机构均与所述控制系统信号连接；所述导航传感器组包括中心激光传感器和纠偏激光传感器，所述中心激光传感器的沿所述本体宽度方向的两侧分别布置有至少一个纠偏激光传感器，所述纠偏激光传感器沿水平方向摆动装配在所述本体上，所述靶牌上设置有用于反射激光的航向靶，所述中心激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输直线行驶信号，所述纠偏激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输偏离信号，所述控制系统用于向所述行走机构传输行走信号。优选地，所述纠偏激光传感器有两个，两个纠偏激光传感器对称布置在所述中心激光传感器的两侧，所述本体上布置有与所述纠偏激光传感器传动连接的偏摆机构。优选地，所述偏摆机构包括布置在所述本体上的基座、摇摆电机、凸轮、复位弹簧和摇摆架，所述摇摆电机布置在所述基座上，所述摇摆架的首端通过摆轴摆动装配在基座上，所述纠偏激光传感器布置在所述摇摆架的首端，所述凸轮与所述摇摆电机传动连接，所述凸轮与所述摇摆架的尾端顶压装配，所述凸轮用于驱动所述摇摆架要所述摆轴摆动，所述复位弹簧顶压装配在所述基座与摇摆架的尾端之间，所述凸轮与所述复位弹簧布置在所述摇摆架的宽度方向的两侧。优选地，所述位置传感器组包括距离传感器和动作传感器，所述靶牌上设置有距离靶和动作靶，所述距离传感器与所述距离靶配合以确定移动机器人与靶牌的距离，所述动作靶上设置有动作信息，动作传感器用于向所述控制系统传输动作信号。优选地，所述距离传感器为红外传感器，所述距离靶沿上下方向活动装配在所述靶牌上。优选地，所述动作传感器沿上下方向间隔布置有多个，每个动作传感器用于向所述控制系统传输单一的动作信号，所述动作靶布置在所述靶牌上的高度与其中一个的动作传感器的高度相同。优选地，所述行走机构包括布置在所述本体上的补偿悬架和布置在所述补偿悬架上的驱动轮，所述补偿悬架上还设置有与所述驱动轮传动连接的行走电机。优选地，所述行走机构还包括布置在所述本体的首端与尾端的脚轮，所述本体上设置有用于固定所述脚轮的支撑架。优选地，所述补偿悬架包括固定布置在所述本体上的固定架和沿上下方向转动装配在所述固定架上的浮动架，所述驱动轮固定布置在所述浮动架远离所述固定架的一端，所述行走电机固定布置在所述浮动架上，所述固定架与浮动架之间还布置有减震弹簧。本专利技术还提供了一种移动机器人，所述移动机器人为上述任一技术方案中的移动机器人导航系统中的移动机器人。本专利技术实施例一种移动机器人导航系统和移动机器人与现有技术相比，其有益效果在于：导航传感器组包括中心激光传感器和至少两个纠偏激光传感器，移动机器人在行走的过程中，纠偏激光传感器在水平面内摆动，纠偏激光传感器发出的激光在中心激光传感器两侧的扇形面内扫动，中心激光传感器接收到航向靶反射的激光时说明移动机器人沿直线运动，中心激光传感器向控制系统传输直行信号；纠偏激光传感器接收到航向靶反射的激光信号时说明移动机器人偏离直线，根据接收到的纠偏激光传感器的位置确定移动机器人是左偏还是右偏，从而向控制系统传输偏离信号，控制系统向行走机构传输行走信号并改变行走机构的行走方向，提高移动机器人的行走精度，省略了专用的辅助设备和算法，从而降低了移动机器人的使用成本。附图说明图1是本专利技术移动机器人导航系统的分解示意图；图2是图1的移动机器人导航系统的移动机器人的结构示意图；图3是图2的移动机器人导航系统的偏摆机构与导航传感器组的装配图；图4是图2的移动机器人导航系统的行走机构的结构示意图；图5是图1的移动机器人导航系统在凹凸地面行走时的补偿示意图；图6是图1的移动机器人导航系统的导航传感器组与位置传感器组发射光线的原理示意图；图7是图1的移动机器人导航系统的纠偏激光传感器的偏摆扫描示意图；图8是图1的移动机器人导航系统的靶牌的距离靶在不同高度的示意图；图9是图1的移动机器人导航系统的工作原理示意图。图中，1、移动机器人；2、本体；21、车架；22、电池；23、软体包围；3、行走机构；31、补偿悬架；311、固定架；312、浮动架；313、减震弹簧；314、张紧螺栓；315、活动穿销；32、行走电机；33、驱动轮；34、脚轮；4、导航传感器组；41、中心激光传感器；42、纠偏激光传感器；5、位置传感器组；51、距离传感器；52、动作传感器；53、传感器支架；6、控制系统；7、偏摆机构；71、基座；72、摇摆电机；73、凸轮；74、复位弹簧；75、摇摆架；76、摆臂穿销；8、靶牌；81、底座；82、立柱；83、航向靶；84、距离靶；85、动作靶。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的一种移动机器人导航系统的优选实施例，如图1至图8所示，包括移动机器人1和靶牌8，靶牌8上记载有移动机器人1的行走信息，以向移动机器人1反馈行走信号。移动机器人1包括本体2、行走机构3、导航传感器组4、位置传感器组5和控制系统6，行走机构3用于驱动移动机器人1移动，导向传感器组用于检测行走机构3的航向是否正确，位置传感器组5用于检测移动机器人1的位置并确定在该位置处的动作；控制系统6用于接收导航传感器组4的航向信号、位置传感器组5的位置信号向并向行走机构3传输行走信号。本体2包括车架21和布置在车架21上的电池22，车架21整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动机器人导航系统，其特征在于，包括移动机器人和靶牌，所述移动机器人包括本体和布置在本体上的行走机构、导航传感器组、位置传感器组、控制系统，所述导航传感器组、位置传感器组、行走机构均与所述控制系统信号连接；/n所述导航传感器组包括中心激光传感器和纠偏激光传感器，所述中心激光传感器的沿所述本体宽度方向的两侧分别布置有至少一个纠偏激光传感器，所述纠偏激光传感器沿水平方向摆动装配在所述本体上，所述靶牌上设置有用于反射激光的航向靶，所述中心激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输直线行驶信号，所述纠偏激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输偏离信号，所述控制系统用于向所述行走机构传输行走信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人导航系统，其特征在于，包括移动机器人和靶牌，所述移动机器人包括本体和布置在本体上的行走机构、导航传感器组、位置传感器组、控制系统，所述导航传感器组、位置传感器组、行走机构均与所述控制系统信号连接；
所述导航传感器组包括中心激光传感器和纠偏激光传感器，所述中心激光传感器的沿所述本体宽度方向的两侧分别布置有至少一个纠偏激光传感器，所述纠偏激光传感器沿水平方向摆动装配在所述本体上，所述靶牌上设置有用于反射激光的航向靶，所述中心激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输直线行驶信号，所述纠偏激光传感器接收所述航向靶反射的激光并向所述控制系统传输偏离信号，所述控制系统用于向所述行走机构传输行走信号。


2.根据权利要求1所述的移动机器人导航系统，其特征在于，所述纠偏激光传感器有两个，两个纠偏激光传感器对称布置在所述中心激光传感器的两侧，所述本体上布置有与所述纠偏激光传感器传动连接的偏摆机构。


3.根据权利要求2所述的移动机器人导航系统，其特征在于，所述偏摆机构包括布置在所述本体上的基座、摇摆电机、凸轮、复位弹簧和摇摆架，所述摇摆电机布置在所述基座上，所述摇摆架的首端通过摆轴摆动装配在基座上，所述纠偏激光传感器布置在所述摇摆架的首端，所述凸轮与所述摇摆电机传动连接，所述凸轮与所述摇摆架的尾端顶压装配，所述凸轮用于驱动所述摇摆架要所述摆轴摆动，所述复位弹簧顶压装配在所述基座与摇摆架的尾端之间，所述凸轮与所述复位弹簧布置在所述摇摆架的宽度方向的两侧。


4.根据权利要求1－3任一项所述的移动机器人导航系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍玉超，
申请(专利权)人：北京势焰天强科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11