技术领域
[0001] 本实用新型涉及
机器人技术领域，尤其涉及基于视觉可自主导航移动的机器人平台。
背景技术
[0002] 现有的机器人基本都是静物或遥控类装置，并不具备自主移动的能
力。机器人平台在某种程度上提供了基本移动功能，当机器人架设或安装于该通用机器人平台时，通过平台的移动来实现自主移动。
[0003] 然而，现有的机器人平台存在以下方面的不足：
[0004] (1)2D
激光雷达只能检测一个平面的障碍，无法通过视觉系统
感知环境，会导致
移动机器人平台看不到低于或者高于2D激光雷达平面的障碍物，而发生碰撞。
[0005] (2)
机架架构简单，机器人平台的内部各元器件安装无序，机架
框架不结实易碎。
[0006] (3)现有的机器人平台采用有刷
电机，并且直接将有刷电机固定在机架上，机器人平台的电机工作噪声大、损耗大、寿命短、低速
载荷能力差。实用新型内容
[0007] 针对
现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于视觉可自主导航移动的机器人平台，(1)该机器人平台的前端设有摄像头解决了现有机器人平台无法通过视觉系统感知环境的问题。(2)该机器人平台采用设有多个腔室的
支架解决现有机器人平台的内部各元器件安装无序，机架框架不结实的问题。(3)该机器人平台采用无刷电机安装架将无刷电机的电机安装在机架上，解决了现有机器人平台的电机工作噪声大，损耗大、寿命短、低速载荷能力差的问题。
[0008] 为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：
[0009] 一种基于视觉可自主导航移动的机器人平台，用于承载
机器人本体，包括摄像头、激光雷达
传感器、底层控制板、电机驱动板、无刷电机。上位机、底层控制板、电机驱动板、无刷电机依次连接。激光雷达传感器用于发射
激光束以探测并得到所述机器人平台所在区域的平面障碍信息。摄像头用于获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和
深度图像信息。底层控制板用于电源管理以及输出所述机器人平台移动所需的底层控制
信号。电机驱动板用于驱动无刷电机旋转。无刷电机作为机器人平台运动的主
驱动轮，用于驱动机器人平台运动。
[0010] 进一步地，还包括上位机。所述激光雷达传感器与上位机相连接。所述摄像头与上位机相连接。所述上位机用于运行机器人平台自主导航相关
算法和
机器人视觉相关算法，并通过底层控制板控制机器人平台的自主移动。
[0011] 进一步地，还包括显示屏。显示屏与上位机相连接。显示屏用于显示上位机的交互界面。
[0012] 一种基于视觉可自主导航移动的机器人平台，用于承载机器人本体，包括上位机、摄像头、激光雷达传感器、底层控制板、电机驱动板、无刷电机、锂
电池组、机架。机架包含支架和封板；封板镶在支架上。支架分为上结构层、下结构层；上结构层与下结构层之间采用中间隔离板相隔离。支架的底端安装有若干从动轮。下结构层分为前腔、后腔；前腔与后腔之间有间隔，形成中间腔。摄像头、锂电池组分别置于前腔内；摄像头置于锂电池组的前面。上位机、底层控制板分别安装在后腔内；上位机安装在底层控制板上。无刷电机、电机驱动板分别有两个；中间腔的两侧各安装一个无刷电机，电机驱动板安装在中间腔内；每个电机驱动板各驱动一个无刷电机上的电机旋转，从而控制无刷电机前后转动。激光雷达传感器安装在上结构层内部。
[0013] 进一步地，封板包含前封板；前封板安装在前腔的前面。前封板的居中
位置设有条形孔。摄像头透过条形孔获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和深度图像信息。
[0014] 进一步地，还包括显示屏。显示屏安装在上结构层内，且显示屏的屏幕朝上。
[0015] 进一步地，封板还包含上封板、后封板、下封板组、第一侧封板组、第二侧封板组。上封板安装在上结构层的上面。后封板安装在下结构层的后面。下封板组安装在下结构层的下面。第一侧封板组、第二侧封板组分别安装在下结构层的两侧。
[0016] 进一步地，上结构层包含显示屏安装室、激光雷达传感器安装室。显示屏安装在显示屏安装室内。激光雷达传感器安装在激光雷达传感器安装室居中的位置。
[0017] 进一步地，机架的面板安装有控制按钮、通讯
接口、供电接口、指示灯等。
[0018] 本实用新型的有益效果：
[0019] (1)该机器人平台配置有摄像头，可获取机器人前方区域的彩色图像信息和深度图像信息，能够更有效地感知环境，利用
计算机视觉技术给机器人增加
物体识别、景深探测、跟随、立体避障等新的功能。
[0020] (2)该机器人平台的支架分为若干个腔室，使得内部各元器件安装有序，且使得机架框架更加牢固结实；此外，支架上的四个从动轮使得机器人平台运动更加灵活、稳定。
[0021] (3)该机器人平台采用无刷电机安装架将无刷电机的电机安装在机架上，能够降低机器人工作噪声，延长电机寿命，提高电机低速下载荷。
附图说明
[0022] 图1是本实用新型的分解结构示意图。
[0024] 图3是图1中无刷电机6、无刷电机安装架12的立体结构示意图。
[0025] 图4是图3中无刷电机安装板121的立体结构示意图。
[0026] 图5是图3中
支撑柱安装
块123的立体结构示意图。
[0027] 其中，图1至图5的附图标记为：机架1、上位机2、底层控制板3、激光雷达传感器4、电机驱动板5、无刷电机6、摄像头7、锂电池组8、显示屏9、从动轮10、控制按钮11、无刷电机安装架12；支架101、封板102、激光雷达传感器
固定板103；上结构层1011、下结构层1012、线槽1013；无刷电机安装板121、支撑柱122、支撑柱安装块123；
板面1211、支撑柱安装位1212；支撑柱通孔12121；支撑柱
锁紧部1231、安装块固定部1232；支撑柱锁紧通孔12311、缝隙
12312。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图和
实施例，进一步阐述本实用新型。
[0029] 一种基于视觉可自主导航移动的机器人平台，用于承载机器人本体，包括机架1、上位机2、底层控制板3、激光雷达传感器4、电机驱动板5、无刷电机6、摄像头7、锂电池组8、显示屏9、从动轮10、控制按钮11。
[0030] 激光雷达传感器4、摄像头7、显示屏9分别与上位机2相连接；上位机2、底层控制板3、电机驱动板5、无刷电机6依次连接。
[0031] 上位机2用于运行机器人平台自主导航相关算法和机器人视觉相关算法，实现机器人平台的自主移动。底层控制板3用于电源管理以及输出所述机器人平台移动所需的底层
控制信号。激光雷达传感器4用于发射激光束以探测并得到所述机器人平台所在区域的平面障碍信息。电机驱动板5用于驱动无刷电机6旋转。无刷电机6作为机器人平台运动的主驱动轮，用于驱动机器人平台运动；无刷电机6的
外圈有一圈由无刷电机6的
转子带动旋转的轮胎。摄像头7用于获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和深度图像信息，信息通过上位机2的计算和处理，使得机器人平台能够更有效地感知环境，利用计算机视觉技术给机器人增加物体识别、景深探测、跟随、立体避障等新的功能。锂电池组8为立方型。摄像头7固定安装在理电池组上。显示屏9用于显示上位机2的控制指令。
[0032] 机架1包含支架101、封板102。封板102安装在支架101上。较佳地，支架101为四方形。支架101分为上结构层1011、下结构层1012。上结构层1011与下结构层1012之间采用中间隔离板相隔离。支架101的四个支脚的底端分别安装有从动轮10；从动轮10可以以支脚为轴心双向旋转。上结构层1011的空间小于下结构层1012的空间。
[0033] 下结构层1012分为前腔、后腔。前腔与后腔之间有间隔，形成中间腔。机架1的侧面上安装有控制按钮11、通讯接口、供电接口、指示灯等。
[0034] 前腔用于安装摄像头7、锂电池组8。摄像头7设置于前腔的前面，锂电池组8位于摄像头7的后面。摄像头7为可探测景深信息的摄像头传感器。
[0035] 中间腔用于安装电机驱动板5、无刷电机6。具体地，电机驱动板5、无刷电机6分别有两个。中间腔的两侧各安装一个无刷电机6。电机驱动板5安装在中间腔内，且每个电机驱动板5分别安装在靠近一个无刷电机6的位置。每个电机驱动板5各驱动一个无刷电机6上的电机旋转，从而控制无刷电机6前后转动实现驱动机器人平台的前进或后退。中间腔两侧的上框上各设有一个中空的方形线槽1013，线槽1013用于走线。
[0036] 后腔用于安装底层控制板3、上位机2。具体地，上位机2安装在底层控制板3上，底层控制板3安装在一个底层控制固定板上，底层控制固定板安装在后腔的前面，底层控制固定板将中间腔与后腔相隔离。上位机2包含x86处理器。底层控制板3包括电源管理模块、下位机主控板。电源管理模块用于向下位机主控板和上位机2提供电力，以及对外部用电器提供电力输出。下位机主控板用于输出所述机器人平台移动所需的底层控制信号，以及计算机器人运动
姿态信息。上位机2与底层控制板3相连接。
[0037] 上结构层1011用于安装激光雷达传感器4、显示屏9。具体地，上结构层1011包含显示屏安装室、激光雷达传感器安装室。显示屏9安装在显示屏安装室内；激光雷达传感器4安装在激光雷达传感器安装室居中的位置。更具体地，激光雷达传感器4包含激光头、传感器底座。激光头为圆柱状，传感器底座为立方状，激光头位于传感器底座的上面。机架1还包括激光雷达传感器固定板103，激光雷达传感器固定板103为椭圆形，且中间设有与传感器底座相适配的方形孔，方形孔四个顶
角处各设有一个螺丝孔。封板102的顶面上居中的位置设有与激光雷达传感器4相适配的椭圆形通孔，激光雷达传感器4置于椭圆形通孔上。激光雷达传感器4的传感器底座的底面安置在所述中间隔离板上，传感器底座的顶面置于激光雷达传感器固定板103的方形孔内，激光头露在激光雷达传感器固定板103的外面。
[0038] 在机器人平台外表面结构构件上设置有
碰撞检测传感器，所述碰撞检测传感器，用于使所述机器人平台躲开或避让障碍物。碰撞检测传感器为非
接触式传感器或接触式传感器。所述非接触式传感器为红外传感器或
超声波传感器，用于探测所述障碍物并反馈所述障碍物的距离信息。所述接触式传感器用于所述机器人平台与所述障碍物进行物理接触时，输出碰撞信号，所述控制板根据所述碰撞信号调整所述机器人平台的运动方向。
[0039] 封板102包含前封板、后封板、上封板、下封板组、第一侧封板组、第二侧封板组。前封板的居中位置设有条形孔；条形孔位于摄像头7的镜头的前方；摄像头7透过条形孔获取机器人平台前方区域的彩色图像信息和深度图像信息。上封板安装在上结构层1011的上面。后封板安装在下结构层1012的后面。下封板组安装在下结构层1012的下面。第一侧封板组、第二侧封板组分别安装在下结构层1012的两侧。
[0040] 该基于视觉可自主导航移动的机器人平台还包括两个无刷电机安装架12。两个无刷电机6各通过一个无刷电机安装架12安装在机架1的支架101上。具体地，无刷电机安装架12包含无刷电机安装板121、支撑柱122、支撑柱安装块123。支撑柱122有两个；支撑柱安装块123有四个。
[0041] 无刷电机安装板121包含板面1211、支撑柱安装位1212；板面1211为长方形；板面1211的居中位置设有无刷电机安装孔；无刷电机安装孔用于安装无刷电机6。支撑柱安装位
1212有两个，分别位于靠近板面1211的短边的位置。每个支撑柱安装位1212上各安装一个支撑柱122；两个支撑柱122等高。两个支撑柱122分别与无刷电机安装板121的短边相平行。
每个支撑柱122的上、下端各安装一个支撑柱安装块123。每个支撑柱122通过其上、下端的支撑柱安装块123安装在机器人平台的支架的两侧。
[0042] 支撑柱安装位1212与板面1211一体成型；支撑柱安装位1212呈方块状；支撑柱安装位1212沿板面1211的短边的延伸方向设有支撑柱通孔12121；支撑柱122穿入支撑柱通孔12121中并固定。较佳地，支撑柱122为圆柱状；支撑柱通孔12121的孔面为圆形。
[0043] 支撑柱安装块123呈T型；包含支撑柱锁紧部1231、安装块固定部1232。支撑柱锁紧部1231、安装块固定部1232分别为立方体状。支撑柱锁紧部1231的顶面与安装块固定部1232的底面居中的位置相连；支撑柱锁紧部1231垂直于安装块固定部1232。
[0044] 支撑柱锁紧部1231在靠近底面的位置设有支撑柱锁紧通孔12311；支撑柱锁紧通孔12311的轴心与安装块固定部1232的底面相平行；支撑柱锁紧部1231的底面设有缝隙12312；缝隙12312与支撑柱锁紧通孔12311相通，且与支撑柱锁紧通孔12311的轴心共面。支撑柱锁紧部1231的底端设有第一螺丝通孔；第一螺丝通孔垂直并穿过缝隙12312。支撑柱
122穿在支撑柱锁紧通孔12311内，并旋紧第一螺丝通孔上的螺丝使得缝隙12312收缩，进而使得支撑柱122固定在支撑柱锁紧通孔12311内。安装块固定部1232的两端各设有一个第二螺丝通孔；第二螺丝通孔与支撑柱锁紧部1231的轴线相平行；安装块固定部1232通过第二螺丝通孔上的螺丝安装在机器人平台的支架上。较佳地，支撑柱安装块123安装在一个支柱上时；安装块固定部1232朝向与另一个支柱相反的方向。
[0045] 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
