本實用新型涉及一種基于單片機控制的越障礙機器人，屬于自動化控制技術領域。

背景技術：

隨著科學技術的進步，越來越多的工作被高新科技產品所代替。人們在利用用科技進行生產，工作，出行的時候，卻忽視了一個默默無聞的職業——環衛工人。改革開放使人民基本滿足吃穿住行用需求，人們也將更多的注意力轉移到了提高生活質量的方面，無疑環境的惡化嚴重阻礙了人們生活質量的提高。越來越多的汽車帶來了巨大的尾氣排放量，這是空氣污染的重要因素之一。霧霾肆虐和車輛劇增使環衛工逐漸成為一個高危職業。呼吸著揚塵，躲避危險的車輛，微薄的薪水和低微的社會地位使越來越少的年輕人不愿從事，這個崗位被大量中老年人所占據。在智能機器人廣泛應用的今天，使用機器人代替環衛工人進行道路清掃成為了一種更好的選擇。

目前市面上有很多種的清掃機，小到家用自動吸塵器，大到大型清掃機，他們各自的優勢之處都顯而易見，但都或多或少有其應用的局限性。比如雖然小型家用自動吸塵器可以進行低速狀態下的避障，但遇到有臺階和高臺之處便只能原地打轉，偏離原先預訂軌跡；而大型清掃機大多依賴于人類操控，而且體積較大，不易靈敏轉換行動方位，并缺乏避障功能，在遇到有高臺之處只能依靠人力機械搬運，這些不足之處都大大縮小了其適用范圍。

而要滿足可以代替環衛工人進行道路清掃的機器人首先需要具備的功能就是靈敏避障和翻越高臺等障礙。靈敏避障可以在清掃機即將碰到樹木，車輛，公共設施的時候通過改變清掃機的運行軌跡來避免清掃機的損毀和誤操作。翻越高臺則更是一個不可缺少的功能。具備此功能，清掃機可以實現馬路路面和馬路沿以上路面的全面清掃，通過翻越高臺也可以使清掃機安全通過一些不可從障礙物周邊經過的地區，這將大大增加清掃機的適用范圍。

智能越障機器人也可以應用在其他場合，比如在軍事偵察，反恐防暴，火場探測，有毒、易燃易爆場合搶險等危險情況下，由于其工作環境復雜多變，故要求機器人既能根據復雜地形越過障礙物又能根據情況避開障礙物，而體積小、成本低、生存能力強、運動避障靈活等優勢使其更好地代替人類進行操作。所以，研究開發具有越障和避障功能的智能型機器人具有重要的意義。

技術實現要素：

針對現有技術的缺陷，本實用新型提供一種基于單片機控制的越障礙機器人，具有越障礙和避障礙的功能。

為了解決所述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種基于單片機控制的越障礙機器人，包括車體骨架、套在車體骨架外的越障履帶，車體骨架包括兩塊側板以及位于側板上的支撐板，支撐板尾端設有電機，支撐板上設有傳動軸，履帶套在電機的輸出軸和傳動軸上；支撐板上設有機械臂、紅外線對管和高臺，機械臂位于支撐板前端中間，檢測車體左右是否有障礙物的紅外線對管分別位于車體左右兩側，高臺上設有檢測車體前方是否有較高障礙物的紅外線對管，紅外線對管與單片機控制連接；車體兩側設有尾翼板，尾翼板采用凸輪設計，尾翼板通過轉軸與側板轉動連接；驅動履帶以及尾翼板轉動的電機均與單片機控制連接。

本發明所述基于單片機控制的越障礙機器人，側板上的傳動軸與電機輸出軸分布成梯形，履帶被傳動軸以及電機輸出軸張緊成梯形，可以保證車體登高時充分發揮履帶的作用，為登高助力。

本發明所述基于單片機控制的越障礙機器人，機械臂前端采用木材，機械臂采用大摩擦力材質，可以保證機械臂在固定車體位置時不打滑。

本發明所述基于單片機控制的越障礙機器人，高臺由多段套管層疊插接而成，高臺的高度可變，可以適應多種實際情況。

本發明所述基于單片機控制的越障礙機器人，尾翼板由齒輪傳動機構驅動，主動齒輪連接電機，從動齒輪套設于轉軸外側，齒輪傳動機構通過轉軸帶動尾翼板轉動。

本發明所述基于單片機控制的越障礙機器人，轉軸穿過尾翼板的部分設計為方形，方形轉軸與尾翼板上開的方孔配合。

本實用新型的有益效果：本實用新型所述基于單片機控制的越障礙機器人通過紅外線檢測周圍是否有障礙物，并可以區分障礙物為高臺或者墻壁，然后做出登高或者轉向的動作。登高時，機械臂首先對高臺進行支撐，然后利用機械臂的摩擦力控制控制機械臂的位置，轉動舵機進行操作帶動小車上臺，此時尾翼凸輪進行轉動，支撐小車登臺。本實用新型能夠實現上臺和越障，當小車遇到較高的障礙，小車轉向達到避障的效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖中：1、車體骨架，2、履帶，3、側板，4、支撐板，5、傳動軸，6、電機輸出軸，7、紅外線對管，8、機械臂，9、尾翼板，10、高臺，11、方孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，一種基于單片機控制的越障礙機器人，包括車體骨架1以及套在車體骨架1上的履帶2，所述車體骨架1包括兩塊側板3以及位于側板3上的支撐板4，支撐板4尾端設有電機，支撐板4上設有傳動軸5，電機輸出軸6與傳動軸5分布成梯形，履帶2套在電機輸出軸6和傳動軸5上。履帶2張緊成梯形，可以保證車體登高時充分發揮履帶的作用，為登高助力。

支撐板4上設有機械臂8、紅外線對管7和高臺10，機械臂8位于支撐板4的前端中間位置，擁有四個自由度，充分保證了登高時的穩定性，同時機械臂8的前端采用大摩擦力材質，機械臂8前端在車體登高時用來固定機械臂8的位置，因此采用大摩擦力的材質，可以保證機械臂8不打滑。支撐板4上設有3個紅外線對管7，其中兩個分別位于機械臂8的兩側，即位于車體的左側和右側，分別用來檢測車體的左右兩側有無障礙物。另外一個紅外線對管7位于高臺10上，高臺10位于支撐板的后端中間位置，位于高臺10上的紅外線對管7用來檢測車體前方有無較高障礙物，比如墻體。紅外線對管7與單片機控制連接，用于將檢測的信號傳輸至單片機。

本實施例中，機械臂8前端采用木材。高臺10由多段套管層疊插接而成，高臺的高度可變，可以適應多種實際情況。

車體的側板3上通過傳動軸連接有尾翼板9，尾翼板9采用凸輪結構，保證接觸地面時的平滑性，尾翼板9通過轉軸與側板3轉動連接，并且尾翼板由齒輪嚙合傳動機構驅動，齒輪傳動機構包括主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪連接電機，從動齒輪套設于轉軸外側，齒輪傳動機構通過轉軸帶動尾翼板9轉動。

同時為了防止尾翼板9打滑，即尾翼板9與轉軸之間發生相對轉動，轉軸穿過尾翼板9的部分設計為方形，方形轉軸與尾翼板9上開的方孔11配合。

本實施例中，機械臂8由舵機驅動，舵機的型號為RDS3155，舵機的超大扭矩保證支撐動作。履帶2由電機驅動，帶動尾翼板9轉動的齒輪傳動機構由電機驅動，舵機、電機與單片機控制連接。

本實用新型所述基于單片機控制的越障礙機器人工作時，紅外線對管7檢測車體周圍的障礙物并判斷障礙物相對小車的位置和障礙物的高度，比如當位于車體左側的紅外線對管觸發，說明車體左側有障礙物，紅外線對管將此信號傳輸至單片機，單片機控制車體右轉；當位于車體右側的紅外側對管觸發時，說明車體右側有障礙物，紅外線對管將次信號傳輸至單片機，單片機控制車體左轉；當位于車體左右兩側的紅外線對管均觸發，但是位于高臺上的紅外線對管沒有觸發時，說明車體前端有較矮的障礙物，比如樓梯等，則單片機控制車體進行登高動作，機械臂首先對高臺進行支撐，然后利用機械臂前端的摩擦力控制機械臂的位置，同時尾翼板在齒輪驅動機構的驅動下進行轉動，支撐在地上，支撐小車登臺；當3個紅外線對管均觸發，說明車體前端有較高的障礙物，例如墻體等，則單片機控制車體轉彎。

以上描述的僅是本實用新型的基本原理和優選實施，本領域技術人員根據本實用新型做出的改進和替換，屬于本實用新型的保護范圍。