[發明專利]大尺寸球形機器人控制系統

無效

• 申請號: 201410011463.8
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103777634A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 謝少榮;陳繼清;羅均;姚駿峰;鄒旭東;祝川;馮凱
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種大尺寸球形機器人控制系統，包括上位機部分（114）和球形機器人部分（115），其特征在于：所述上位機部分（114）是一個計算機（101）經一個單片機（102）連接一個無線通信模塊（103），負責系統管理、人機接口、任務規劃和動作指令生成；所述球形機器人部分（115）的包括主控制器（106）、單片機（105）、姿態傳感器（107）、避障傳感器（108）、伺服電機控制器（111）、無線通信模塊（104）、24V鋰電池（109）、5V鋰電池（112）、24V繼電器（110）和5V繼電器（113），所述控制器（106）連接伺服電機控制器、單片機（105）、姿態傳感器（107）、避障傳感器（108）和5V繼電器（113），所述24V鋰電池（109）經24V繼電器（110）和伺服電機控制器（111）連接伺服電機（117），所述單片機（105）連接24V繼電器（110）、無線通信模塊（104）、5V鋰電池（112）和5V繼電器（113）；

所述上位機部分（114）無線通信模塊（103）包括接收和發射兩塊射頻芯片（103-1,103-2）

所述球形機器人部分（115）無線通信模塊（104）包括接收和發射兩塊射頻芯片（104-1,104-2）

所述球形機器人部分的主控制器（106）集成在一塊開發板（116）上；所述計算機（101）操作通過單片機（102）和無線通信模塊（103）向球形機器人發送指令，球形機器人（115）的無線通信模塊（104）接收指令，單片機（105）根據指令與主控制器（106）通信，主控制器（106）控制繼電器（110,113）、伺服電機控制器（111）動作，并根據姿態傳感器（107）和避障傳感器（108）反饋調整機器人運動，實現機器人直線和轉向運動；主控制器（106）通過單片機（105）向計算機（101）發送狀態信息。

2.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述上位機部分（114）的單片機（102）型號為STM32，帶有SPI接口，采用串口轉USB芯片，通過USB連接計算機（101），用于控制無線通信的接收和發送。

3.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述上位機部分（114）的兩塊射頻芯片（103-1,103-2）型號為nRF24L01，通過SPI接口與單片機（102）連接；用于發射和接受計算機（101）和主控制器（106）的信號。

4.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述上位機部分（114）與球形機器人部分（115）是通過無線傳輸通信的方式連接。

5.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述球形機器人部分的主控制器（106）采用S3C6410型處理器，主頻率為?667MHz?，運行于?Linux2.6平臺；該處理器安裝于開發板（116）內，該開發板（116）安裝在一個控制盒（3）內，用于計算機器人的各種姿態信息和控制機器人的各種動作，執行控制算法，發送狀態信息。

6.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述球形機器人部分的開發板（116）型號為OK6410，安裝于球形機器人部分（115）的一個內框（2）控制盒（3）內。

7.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述球形機器人部分的單片機（105），其型號為STM32，通過USB接口與主控制（106）連接，安裝于球形機器人（115）的內框的控制盒（3）內；主要發揮其外設齊全且編程簡單的優勢，并為主控制器（106）分擔一些任務。

8.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征在于：所述球形機器人部分（115）的兩塊射頻芯片（104-1,104-2）型號為nRF24L01，通過SPI接口與單片機（105）連接，用于發射和接受計算機（101）和主控制器（106）的信號。

9.根據權利要求1所述大尺寸球形機器人控制系統，其特征為：所述球形機器人部分（115）的姿態傳感器（107）型號為xsensMTi，內部包含三軸陀螺儀，三軸加速度以及三軸磁場傳感器，用于測量球形機器人的姿態數據；通過USB接口，與主控器（106）連接，其安裝于球形機器人（115）的一個側板（9）上。