[发明专利]一种滚珠里程计及里程计算方法

说明书

本发明公开一种滚珠里程计及里程计算方法，所述滚珠里程计设有滚珠、滚珠支架、位移传感器和底部支撑板，所述滚珠支架设置在所述底部支撑板上，所述滚珠可滚动的设置在所述滚珠支架中，所述滚珠的一侧穿过所述滚珠支架与接触平面抵接，所述位移传感器设置在所述滚珠支架上检测所述滚珠的滚动。本发明的滚珠里程计结构简单，生产方便，将滚珠和常用的位移感应器结合起来，通过检测滚珠的滚动动作，得到滚珠的滚动数据，经过简单的计算就能够得到移动机器人在高反光或透明光滑平面上的精确里程甚至详细的行走轨迹，而且受使用环境的影响极小，使用寿命也十分长，而且相应的里程计算方法简单易用误差小。

技术领域

本发明涉及移动机器人导航定位技术领域，具体涉及一种滚珠里程计及里程计算方法。

背景技术

传统的计算滚轴滚动的距离来计算里程的方法只能够得到一个轴向的里程，为了使得机器人的移动里程计算更准确，新的移动机器人一般采用光流传感器计算机器人的移动里程。光流传感器通过计算光学镜头看到的图像的移动来计算里程，此方案可以获得平面中x、y两个轴向的里程，使用效果良好，但是在高反光度或透明平面上会失效，无法使用在擦窗机器人等在特殊环境中运作的移动机器人上。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的里程计无法在高反光度或透明的平面上使用的问题，本发明提供一种滚珠里程计及使用该滚珠里程计的里程计算方法，在里程计中设置滚珠，然后利用位移传感器监测滚珠的滚动里程，间接得到机器人在接触平面上的位移和方向，不仅能够用于计算移动机器人的移动里程，还能够用于获取移动机器人在接触平面上的移动轨迹。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种滚珠里程计，设有滚珠、滚珠支架、位移传感器和底部支撑板，所述滚珠支架设置在所述底部支撑板上，所述滚珠可滚动的设置在所述滚珠支架中，所述滚珠的一侧穿过所述滚珠支架与接触平面抵接，所述位移传感器设置在所述滚珠支架上检测所述滚珠的滚动。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

如上所述的一种滚珠里程计，所述滚珠支架包括支撑轴、轴承和底板，所述支撑轴设有三条以上且环绕所述滚珠设置，所述轴承的数量两倍于所述支撑轴的数量，所述轴承分别设置在支撑轴的端部并与所述底板连接，所述支撑轴所在的多边形内切圆直径小于所述滚珠的直径，所述支撑轴与所述滚珠的外表面抵接，使得所述支撑轴随着所述滚珠的滚动而转动。

如上所述的一种滚珠里程计，所述位移传感器为光流传感器，所述光流传感器设置在所述滚珠的一侧，所述光流传感器的摄像头朝向所述滚珠设置。

如上所述的一种滚珠里程计，所述滚珠支架设有滚珠盖板，所述滚珠设置在所述支撑轴和滚珠盖板之间，所述滚珠盖板上设有半径小于滚珠的滚珠圆孔，所述滚珠可转动的安装在所述滚珠圆孔中。

如上所述的一种滚珠里程计，所述位移传感器为编码器，所述编码器设有两个以上，所述编码器分别设置在两条以上相邻的支撑轴上，所述编码器的码盘与所述支撑轴连接并随所述支撑轴转动，所述编码器与计数器连接。

如上所述的一种滚珠里程计，所述编码器为光电编码器或磁性编码器。

如上所述的一种滚珠里程计，所述底部支撑板和滚珠支架通过连接柱连接，所述连接柱设有两条以上且相互平行设置，所述连接柱的一端与所述底部支撑板固定连接，所述连接柱的另一端与所述滚珠支架活动连接，使得所述滚珠支架能够沿着所述连接柱往复运动；所述连接柱上套装有复位弹簧，所述复位弹簧的一端与所述底部支撑板抵接，所述复位弹簧的另一端与所述滚珠支架抵接。