一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及玩具機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]自主導(dǎo)航由三大技術(shù)組成，分別是定位技術(shù)、環(huán)境地圖構(gòu)建技術(shù)、路徑規(guī)劃技術(shù)，GPS是應(yīng)用比較廣泛的定位技術(shù)，但在室內(nèi)幾乎不可用，環(huán)境地圖構(gòu)建有機(jī)器視覺(jué)、測(cè)距等技術(shù)，路徑規(guī)劃在Google的無(wú)人駕駛、掃地機(jī)器人、手機(jī)地圖等服務(wù)中都有應(yīng)用。然而，自主導(dǎo)航在玩具領(lǐng)域鮮有應(yīng)用，目前兒童玩具以低端居多，所謂的中高端智能玩具機(jī)器人大多應(yīng)用簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，當(dāng)前玩具市場(chǎng)對(duì)自主導(dǎo)航技術(shù)認(rèn)識(shí)尚淺。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利CN 101738189 A公開了一種導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)包括:一個(gè)導(dǎo)航裝置、一個(gè)導(dǎo)航玩具，該導(dǎo)航裝置與導(dǎo)航玩具之間通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)連接，其中，該導(dǎo)航裝置包括:一存儲(chǔ)模塊，其用于存儲(chǔ)導(dǎo)航數(shù)據(jù)信息；一輸入模塊，其用于輸入使用者預(yù)到達(dá)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息；一偵測(cè)模塊，其用于產(chǎn)生傳輸信息；一發(fā)送模塊，用于發(fā)送上述傳輸信息；另，該導(dǎo)航玩具還包括:一接收模塊，其用于識(shí)別并接收上述的傳輸信息；一處理模塊，其用于對(duì)上述傳輸信息進(jìn)行解碼、處理；一提示模塊，其用于控制該導(dǎo)航玩具輸出上述處理后的傳輸信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在家庭環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的玩具機(jī)器人。
[0005]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人包括中央處理器，所述中央處理器連接有激光測(cè)距傳感器，所述中央處理器與控制器相連接，所述控制器通過(guò)電機(jī)與可移動(dòng)機(jī)械單元相連接；還包括編碼器，所述編碼器分別與控制器和中央處理器相連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述中央處理器通過(guò)電量檢測(cè)單元與可充電電池相連接，所述可充電電池與充電端子相連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述中央處理器的輸出端連接有報(bào)警單元。
[0008]進(jìn)一步的，所述可移動(dòng)機(jī)械單元為采用輪式、履帶式或足式。
[0009]采用上述結(jié)構(gòu)后，通過(guò)激光測(cè)距傳感器采集玩具機(jī)器人所述環(huán)境的信息，中央控制器進(jìn)行路徑規(guī)劃，計(jì)算移動(dòng)路徑，從而調(diào)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)玩具機(jī)器人移動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0011]圖1為本實(shí)用新型一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖中:1為中央處理器，2為可充電電池，3為電量檢測(cè)單元，4為充電端子，5為激光測(cè)距傳感器，6為控制器，7為電機(jī)，8為編碼器，9為報(bào)警單元，10為可移動(dòng)機(jī)械單元
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人包括中央處理器1，本實(shí)施方式中中央處理器I采用不帶操作系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)。所述中央處理器I連接有激光測(cè)距傳感器5，這樣通過(guò)激光測(cè)距傳感器5采集玩具機(jī)器人所述環(huán)境的信息，然后將環(huán)境信息傳輸給中央處理器1，通過(guò)中央處理器I進(jìn)行路徑規(guī)劃，確定玩具機(jī)器人的行進(jìn)路線。所述中央處理器I與控制器6相連接，所述控制器6通過(guò)電機(jī)7與可移動(dòng)機(jī)械單元10相連接；還包括編碼器8，所述編碼器8分別與控制器6和中央處理器I相連接。所述可移動(dòng)機(jī)械單元為采用輪式、履帶式或足式。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理如下:激光測(cè)距傳感器進(jìn)行定位與建圖，確定玩具機(jī)器人當(dāng)前所處位置及充電粧的位置，計(jì)算移動(dòng)路徑，從而調(diào)動(dòng)控制器6，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7，帶動(dòng)玩具機(jī)器人移動(dòng)。玩具機(jī)器人在移動(dòng)的過(guò)程中，同時(shí)定位與建圖算法不斷工作，通過(guò)激光測(cè)距傳感器，采集環(huán)境地圖數(shù)據(jù)，修正地圖及定位的精度，同時(shí)通過(guò)編碼器8采集的里程數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)精度，為導(dǎo)航提供保障。
[0015]進(jìn)一步的，為了能完成自動(dòng)充電的功能，所述中央處理器通過(guò)電量檢測(cè)單元3與可充電電池2相連接，所述可充電電池2與充電端子4相連接，所述充電端子4可以通過(guò)設(shè)置在家庭環(huán)境中的充電粧給可充電電池2供電。玩具機(jī)器人攜帶有可充電電池，與充電粧采用接觸式或近距離非接觸式充電方式；玩具機(jī)器人采用電機(jī)7驅(qū)動(dòng)移動(dòng)，電機(jī)7的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度受控于控制器6，編碼器8采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋給控制器，控制器可以采用開環(huán)控制算法也可以采用閉環(huán)控制算法；激光測(cè)距傳感器采集玩具機(jī)器人所處環(huán)境的信息，是玩具機(jī)器人定位與建圖的基礎(chǔ)。當(dāng)玩具機(jī)器人系統(tǒng)檢測(cè)到電池電量低時(shí)，立即啟動(dòng)自動(dòng)充電模式，玩具機(jī)器人不響應(yīng)外界的任何指令，隨后由路徑規(guī)劃模塊確定當(dāng)前位置，并計(jì)算回到充電粧的一系列路徑，下一步調(diào)用控制器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)移動(dòng)裝置沿著計(jì)算好的路徑向充電粧進(jìn)發(fā)。在移動(dòng)的過(guò)程中，路徑規(guī)劃模塊調(diào)用同時(shí)定位與建圖算法，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)360度掃描環(huán)境，邊移動(dòng)邊掃描，智能模擬人的移動(dòng)，當(dāng)在前行路徑上碰到路障，實(shí)時(shí)修正移動(dòng)路徑，避免碰撞。當(dāng)玩具機(jī)器人移動(dòng)到充電粧前，調(diào)整姿態(tài)移動(dòng)就位；就位后，玩具機(jī)器人會(huì)把自身的充電端子4與充電粧的充電端子對(duì)接，這里的對(duì)接方式不限，例如為了對(duì)接的精度可以加入磁性的方式，當(dāng)兩邊的充電端子對(duì)接成功后，即把充電電路接通，開始充電。
[0016]進(jìn)一步的，所述中央處理器的輸出端連接有報(bào)警單元9，當(dāng)玩具機(jī)器人遇到不可逾越的障礙時(shí)，通過(guò)報(bào)警單元9自動(dòng)發(fā)出告警，告警的形式可以有多樣，例如利用聲音鳴笛，利用燈光閃爍提醒，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程給相關(guān)人發(fā)出信息提醒等等。
[0017]當(dāng)然，本實(shí)用新型的中央處理器I也可以采用帶操作系統(tǒng)的Android、RaspberryPi, ROS等系統(tǒng)，這樣的變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0018]雖然以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)本實(shí)施方式作出多種變更或修改，而不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人，包括中央處理器，其特征在于:所述中央處理器連接有激光測(cè)距傳感器，所述中央處理器與控制器相連接，所述控制器通過(guò)電機(jī)與可移動(dòng)機(jī)械單元相連接；還包括編碼器，所述編碼器分別與控制器和中央處理器相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人，其特征在于:所述中央處理器通過(guò)電量檢測(cè)單元與可充電電池相連接，所述可充電電池與充電端子相連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人，其特征在于:所述中央處理器的輸出端連接有報(bào)警單元。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人，其特征在于:所述可移動(dòng)機(jī)械單元為采用輪式、履帶式或足式。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及玩具機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于自主導(dǎo)航的自動(dòng)充電玩具機(jī)器人，包括中央處理器，所述中央處理器連接有激光測(cè)距傳感器，所述中央處理器與控制器相連接，所述控制器通過(guò)電機(jī)與可移動(dòng)機(jī)械單元相連接；還包括編碼器，所述編碼器分別與控制器和中央處理器相連接。采用上述結(jié)構(gòu)后，通過(guò)激光測(cè)距傳感器采集玩具機(jī)器人所述環(huán)境的信息，中央控制器進(jìn)行路徑規(guī)劃，計(jì)算移動(dòng)路徑，從而調(diào)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)玩具機(jī)器人移動(dòng)。
【IPC分類】G05D1-02
【公開號(hào)】CN204423154
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520139503
【發(fā)明人】王紅軍, 王欣, 楊光
【申請(qǐng)人】北京宏鑫智能科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日