[实用新型]一种轮式移动机器人及其里程计机构

说明书

本实用新型涉及一种轮式移动机器人及其里程计机构，里程计机构设置于轮式移动机器人内部，并与轮式移动机器人的从动轮相连接，里程计机构包括光电编码器和联动系统，所述联动系统固定设置于轮式机器人的从动轮上，所述光电编码器通过所述联动系统与轮式机器人的从动轮相连接。同时涉及一种配置有里程计机构的轮式移动机器人。本实用新型的有益效果表现为：可以避免光电编码器因机器人轮子出现打滑时，轮子空转而导致的读取无效信息的问题，具有免受车轮打滑影响、减小回差的技术效果，同时该里程计机构设计结构合理、实现成本低、易于安装。

技术领域

本实用新型涉及机器人定位导航装置设计技术领域，具体地说，是一种用于轮式移动机器人及其里程计机构。

背景技术

里程计是一种机器人的导航定位传感器系统，用于探测和计算机器人的位移、角度等定位信息。里程计的硬件部分通常由位移传感器、控制元件和机械安装结构三部分组成，其中，常用于里程计的位移传感器可以包括：光电编码器、霍尔传感器、陀螺仪等；控制元件用于读取和处理传感器数据，常见的里程计控制单元可以是：可编程控制器(PLC)、单片机(MCU) 或高速数字信号处理器(DSP)等；机械安装结构通常是指用于在机器人内部安装或配置里程计的机械结构。

轮式移动机器人是智能移动机器人的一种，现有的轮式移动机器人内部里程计功能的实现方式主要包括：第一，通过在轮式移动机器人的电机轴上安装光电编码器或霍尔传感器获取电机的转速，进而根据电机减速比和机器人轮径等信息推导计算出轮式移动机器人的移动轨迹；第二，通过在轮式移动机器人内部安装6轴、9轴加速度计或激光陀螺仪等惯性传感器，利用时间积分的方式计算出轮式移动机器人的移动轨迹。第一种方法虽然机构简单、设备成本较低，但是由于其机械结构的不合理性导致计算精度不能满足需要，具体的表现为：光电编码器或霍尔传感器和电机轴固定在一起，减速机的齿轮比越大，轮子正反转切换的时候机械回差比越大(该回差与齿轮咬合的紧密程度有关且不可避免，齿轮加工越紧密回差越小，齿轮数量越多回差越大，齿轮磨损程度越大回差越大)，由此使得机器人前后移动、轮子旋转方向频繁切换的时候系统会产生较大的计算误差，同时当机器人轮子出现打滑时，轮子空转而机器人没有发生移动，此时，安装在电机轴上的光电编码器或霍尔传感器会随着轮子继续读取信息，进而产生无效的里程计信息，影响里程计的精确度。第二种方法，虽然可以克服温飘、零漂问题，并且可以提高计算精度，但是关系传感器特别是激光陀螺仪使用成本高昂，并不能满足很多企业成本控制的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高里程计精确度，提供一种里程计机构，通过设计一个联动系统并将里程计固定设置于轮式移动机器人的从动轮上，可以避免光电编码器因机器人轮子出现打滑时，轮子空转而导致的读取无效信息的问题，具有免受车轮打滑影响、减小回差的技术效果。

本实用新型的再一的目的是针对现有技术中轮式移动机器人内部里程计功能的实现方式所存在的问题，提供一种轮式移动机器人，通过对轮式移动机器人内部设置的里程计机构进行改进，提高轮式移动机器人里程计算精确度，并且该里程计机构结构合理、易于灵活安装配置、成本低廉。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种里程计机构，设置于轮式移动机器人内部，所述里程计机构与轮式移动机器人的从动轮相连接，所述里程计机构包括光电编码器和联动系统，所述联动系统固定设置于轮式移动机器人的从动轮上，所述光电编码器通过所述联动系统与轮式移动机器人的从动轮相连接。

优选地，所述联动系统包括从动齿轮和编码器齿轮，所述从动齿轮和所述编码器齿轮互相啮合。

优选地，所述从动齿轮固定安装于所述轮式移动机器人的从动轮上。

优选地，所述编码器齿轮与所述光电编码器同轴相连。

优选地，所述光电编码器可拆卸地安装于轮式移动机器人的车架上。