[發(fā)明專利]一種基于體感控制技術的輪式機器人及其操控方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710203211.9 | 申請日： | 2017-03-30 |
| 公開（公告）號： | CN106814738A | 公開（公告）日： | 2017-06-09 |
| 發(fā)明（設計）人： | 潘寶珠;崔榮華;方靖淮;湯靖;王愛紅;楊培培;季彬銘;許惟超;孫靜;趙暉 | 申請（專利權）人： | 南通大學 |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350 | 代理人： | 湯東鳳 |
| 地址： | 226019 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 控制 技術 輪式 機器人 及其 操控 方法 | ||
1.一種基于體感控制技術的輪式機器人，其特征在于，包括驅動輪、驅動輪電機和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理器模塊、信息檢測模塊、電機驅動模塊和電源，其中，
所述電源為中央處理器模塊、信息檢測模塊、電機驅動模塊供電；
所述信息檢測模塊檢測控制者的控制手勢，并將控制手勢轉化為體感數字信號后傳輸給中央處理器模塊；
所述中央處理器模塊接收并處理體感數字信號，轉化成驅動指令后傳輸給電機驅動模塊；
所述電機驅動模塊根據驅動指令控制驅動輪電機帶動驅動輪運動。
2.根據權利要求1所述的基于體感控制技術的輪式機器人，其特征在于，所述中央處理器模塊包括兩個單片微控制器，其中一所述單片微控制器接收并處理來自于信息檢測模塊的體感數字信號，另一所述單片微控制器向電機驅動模塊發(fā)送驅動指令。
3.根據權利要求1所述的基于體感控制技術的輪式機器人，其特征在于，所述信息檢測模塊包括數字式加速度傳感器。
4.根據權利要求2所述的基于體感控制技術的輪式機器人，其特征在于，兩所述單片微控制器之間設有用于信號傳輸的通信模塊，所述通信模塊由兩個配對的無線藍牙模塊組成。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的基于體感傳感器技術的輪式機器人，其特征在于，所述輪式機器人為三輪或四輪機器人。
6.一種如權利要求1～5中任一項所述的輪式機器人的操控方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)操控者向輪式機器人作出控制手勢；
(2)信息檢測模塊檢測將檢測到的控制手勢轉化為體感數字信號，傳輸給中央處理器模塊進行處理；
(3)中央處理器模塊將體感數字信號轉化成驅動指令，傳輸給電機驅動模塊；
(4)電機驅動模塊根據驅動指令控制驅動輪電機帶動驅動輪運動，實現輪式機器人的前進、停止、左轉和右轉。
7.根據權利要求6所述的輪式機器人的操控方法，其特征在于，步驟(2)中，所述體感數字信號包括前傾信號、后傾信號、左傾信號和右傾信號。
8.根據權利要求6所述的輪式機器人的操控方法，其特征在于，步驟(2)中，所述信息檢測模塊為數字式加速度傳感器，其加速度測量原理為：
根據力學理論，力在軸上的投影等于力矢量與該軸單位矢量的數量積在三維空間力系中，設力F與X軸、Y軸和Z軸的夾角分別為α、β和γ，則可直接得到力F在X軸、Y軸和Z軸上的投影，
根據力學理論，力與加速度的矢量方程為：
將式(2)代入式(1)，得到加速度在空間力系中的三維投影表達式：
當計算測量傳感器姿態(tài)角度時，對加速度傳感器進行姿態(tài)改變，傳感器穩(wěn)定時，不考慮姿態(tài)變換對總加速度的影響，此時傳感器僅受到重力作用，加速度a＝g，通過變換，得到判斷傳感器姿態(tài)的角度方程式為，
其中，加速度ax，ay和az分別為三軸加速度傳感器測得的各軸加速度。
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