[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的時鐘機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410660608.7
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104308847A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏巍;李世遠(yuǎn);李雙鯤;蔡杰;高翔
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 天津天麓律師事務(wù)所 12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于微小型機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的時鐘機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法，能夠通過手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如手機(jī)等)對其發(fā)送指令從而實現(xiàn)時間的書寫以及圖形繪畫功能。

(二)背景技術(shù)：

30年前，諾貝爾獎獲得者美國物理學(xué)家理查德·費(fèi)恩曼提出了研制微型機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)想。現(xiàn)在，微型機(jī)械電子學(xué)、微型機(jī)械和真空微型電子學(xué)以及其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、裝置和系統(tǒng)的開發(fā)研究出現(xiàn)了新的勢頭。在微型機(jī)械電子學(xué)方面，通過近30年來對集成電路細(xì)微加工技術(shù)的研究與發(fā)展，能將機(jī)構(gòu)以及其驅(qū)動器和傳動裝置、傳感器、控制器和電源集成到一片幾立方毫米的多晶硅片上，從而制造出價格低廉、用途廣泛的各種微型機(jī)器人上。

利用微系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計的機(jī)器人分為兩大類：1.使結(jié)構(gòu)器件微小化、精密化以及提高其定位精度或可進(jìn)行微細(xì)操作的機(jī)器人，這種機(jī)器人成為微動機(jī)器人；2.是機(jī)器人本身微小化的微型機(jī)器人。目前國內(nèi)對微型機(jī)器人的研究則主要集中在三個領(lǐng)域：1.面向化工、發(fā)電設(shè)備細(xì)小管道探測的微型機(jī)器人；2.針對人體、進(jìn)入腸道的無創(chuàng)診療微型機(jī)器人；3.面向復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)非拆卸檢修的微型機(jī)器人。而機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性以及自我的故障排除能力則需要進(jìn)一步完善實現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)，則是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展和延伸出來的物物相連的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過各種信息傳感設(shè)備，實時采集需要監(jiān)控、連接的終端等各種信息，并將所述信息發(fā)送至連接平臺或終端。

時鐘機(jī)器人體型較小，具有一雙固定好的仿生手臂，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使控制器收到信號后，驅(qū)動電機(jī)會轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，控制機(jī)械手臂沿著規(guī)劃好的路徑進(jìn)行時間的書寫。時鐘機(jī)器人能在一分鐘的時間內(nèi)寫下時間數(shù)字并且擦除，然后跳轉(zhuǎn)到下一分鐘繼續(xù)不厭其煩地重復(fù)精確到分鐘的計時，使觀察者能直接清晰的觀測到當(dāng)前時間。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的時鐘機(jī)器人系統(tǒng)及工作方法，構(gòu)建出一個手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)-無線傳感器設(shè)備接受指令-主控芯片對信息的處理與控制-驅(qū)動單元-機(jī)械手臂-主控芯片這樣一種循環(huán)控制系統(tǒng)；可以讓使用者直觀的觀測到當(dāng)前的時間，并且可以通過無線傳感器設(shè)備接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形繪制，是一種基于嵌入式控制的微小型機(jī)器人系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的時鐘機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于它包括手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無線傳感器設(shè)備、主控芯片、電機(jī)驅(qū)動單元和寫字機(jī)器人；其中，所述無線傳感器設(shè)備接收從外部輸入的時鐘信號以及繪圖指令信號，其輸出端連接主控芯片；所述寫字機(jī)器人與電機(jī)控制單元的輸出端相連接，輸入端則與主控芯片相連接；所述主控芯片的輸入端獲取到無線傳感器設(shè)備所發(fā)送的數(shù)據(jù)后，將其傳遞給電機(jī)驅(qū)動單元，以控制寫字機(jī)器人的運(yùn)動。

所述手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器、輸入模塊、存儲模塊和無線發(fā)送模塊構(gòu)成；其中所述輸入模塊和存儲模塊分別與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器呈雙向連接；所述無線發(fā)送模塊的輸出端分別發(fā)送信號給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器的輸入端以及無線傳感器設(shè)備的輸入端。

所述無線傳感器設(shè)備由無線傳感器數(shù)據(jù)處理器和無線接收模塊構(gòu)成；所述無線接收模塊的輸出端與無線傳感器數(shù)據(jù)處理器的輸入端連接；所述無線傳感器數(shù)據(jù)處理器的輸出端與所述主控芯片的輸入端連接；所述無線接收模塊用于接收來自所述無線發(fā)送模塊的無線信號并傳送給無線傳感器數(shù)據(jù)處理器。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的時鐘機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，其特征在于它包括以下步驟：

①無線傳感器設(shè)備接收手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信號：手持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過無線發(fā)送模塊發(fā)送媒體信息給無線傳感器設(shè)備；存儲模塊用于儲存所有媒體信息，輸入模塊用于輸入媒體信息和發(fā)送操作指令；當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器在接收到來自輸入模塊的媒體信息時，將媒體信息轉(zhuǎn)送給存儲模塊，并儲存在存儲模塊中；當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器在接收到來自輸入模塊的操作指令后，根據(jù)操作指令從存儲模塊讀取相應(yīng)的預(yù)存的媒體信息，然后將讀取的媒體信息轉(zhuǎn)換為適用于無線通信的無線信號，傳送到無線發(fā)送模塊；無線發(fā)送模塊用于接收來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理器的無線信號并轉(zhuǎn)發(fā)；

②信號的處理和傳輸：將無線傳感器設(shè)備采集到的信號通過無線傳感器數(shù)據(jù)處理器傳送給主控芯片，由主控芯片將接收到的信號反轉(zhuǎn)成ASCII碼值，并將處理后的結(jié)果輸出給電機(jī)驅(qū)動單元；電機(jī)驅(qū)動單元通過定時器的控制，根據(jù)機(jī)械臂所需轉(zhuǎn)動的角度，輸出脈沖波來產(chǎn)生PWM波；