[實用新型]五自由度多關節機器人智能遙控器

無效

• 申請號: 200620125163.3
• 申請日: 2006-11-10
• 公開（公告）號: CN200970771Y
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 汪木蘭;饒華球;張思弟;徐開蕓
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;G08C23/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;瞿網蘭

技術領域

本實用新型涉及機器人遙控器，尤其是一種多關節機器人用智能遙控器，具體地說是一種五自由度多關節機器人智能遙控器。

背景技術

目前，常見的五自由度多關節機器人一般由腰、肩、肘、擺腕、旋腕等關節和末端作用器組成，并且大多采用多級計算機控制的體系結構形式，多CPU并行工作。這種設計和結構在機器人制造、調試、操作和使用的過程中十分不便，因此迫切希望配套一種價廉的智能遙控器，以實現各個關節的控制或異地遙操作，同時在遙控器液晶顯示器上進行相應運動狀態的實時顯示。當然，也可以配套多關節機器人遙操作手控器，真正實現具有“監場感”的遙操作智能型機器人，達到操作者與工作環境直接自然交互的效果，但這種手控器也存在結構復雜，成本很高，經濟性差的問題。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有的五自由度機器人在制造、調試、操作和使用過程中因無遙控器而顯不十分不便的問題，設計一種使用方便、可替代手控器且成本低、使用方便的五自由度多關節機器人智能遙控器。

本實用新型的技術方案是：

一種五自由度多關節機器人智能遙控器，其特征是它主要由集成有EPROM集成塊的單片機U1及與單片機U1相連的液晶顯示器U2、薄膜按鍵接口電路U3、電源系統U4、看門狗監視復位喚醒電路U5、通信接口電路U6、紅外遙控發射電路U7，通信接口電路U6的輸出通過數據線與上位計算機U8相應的輸入端相連，紅外遙控發射電路U7的輸出通過紅外無線信號與上位計算機U8中的紅外遙控接收電路相連。

其中：

與薄膜按鍵接口電路U3相連的薄膜按鍵可呈6×5矩陣布局，其中18個按鍵直接與單片機U1的輸入腳相連，其余按鍵通過一片8255集成塊與單片機U1相連。

電源系統U4可由鋰離子電池電路和交流穩壓電路組成，它們均與欠壓報警電路及重復充電電路相連。

本實用新型具有以下優點：

本實用新型針對五自由度多關節機器人的三層電氣控制系統體系結構設計的基于單片微處理器的智能型遙控器可通過紅外無線和RS-485串行有線兩種通信方式嵌入第二層控制系統中，對機器人各個關節實行在線控制，同時在第一層計算機上進行虛擬重構，在遙控器的液晶顯示器上動態實時顯示機器人的運行過程和狀態，有利于機器人的制造調試、示教再現和異地操作等工作場合，不但價廉物美，經濟適用，而且操作簡單，實際使用效果較好。

附圖說明

圖1是本實用新型的智能遙控器與機器人上位機及下位機的連接關系結構示意圖。

圖2是本實用新型的智能遙控器的外形結構示意圖。

圖3是本實用新型的智能遙控器的組成結構框圖示意圖。

圖4是本實用新型的紅外發射電路及相應的紅外接收電路示意圖。

圖5是本實用新型的智能遙控器的軟件控制流程圖。

具體實施方式

下面結構附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1-5所示。

一種五自由度多關節機器人智能遙控器，它主要由集成有EPROM集成塊的單片機U1及與單片機U1相連的液晶顯示器U2、薄膜按鍵接口電路U3、電源系統U4、看門狗監視復位喚醒電路U5、通信接口電路U6、紅外遙控發射電路U7，通信接口電路U6的輸出通過數據線與上位計算機U8相應的輸入端相連，紅外遙控發射電路U7的輸出通過紅外無線信號與上位計算機U8中的紅外遙控接收電路相連。如圖3所示。

本實用新型采用單片機實現了五自由度多關節機器人智能遙控器的功能，通過RS-485串行有線通信方式和紅外無線方式嵌入到機器人控制系統第二級計算機中，結合關節控制器可以實現各個關節的單獨或并行運動控制，并且在第一級計算機中利用VC++語言可以同步虛擬重構出機器人運動狀態，達到操作仿真的目的。該智能遙控器可實現有功能有：

(1)能夠實現各個關節的正/反轉控制。

(2)能夠實現各個關節的點動和升/降速的連續運動控制。

(3)能夠設置各個關節運動的步數或角度。

(4)各個關節既可以單獨運動，也可以同時運動。

(5)采用LCD顯示機器人設置的參數和狀態。

(6)采用鋰離子電池作為電源，并且具有欠壓報警功能。

(7)內部設計有重復充電功能(專用芯片形式)。

(8)采用超低功耗設計方式，并且具有休眠工作狀態。

(9)設計了6×5＝30薄膜按鍵矩陣。

(10)具有任意按鍵喚醒CPU功能。

(11)具有按鍵蜂鳴和錯誤報警功能。

(12)具有看門狗(WDT)監視功能。