[發(fā)明專利]基于網(wǎng)頁控制的模塊化軟體機器人系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810531188.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108673492A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王君來;辜智強;李志虎;張玉璽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J9/08;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)頁控制的模塊化軟體機器人系統(tǒng)，模塊化軟體機器人的主要模塊有能夠?qū)崿F(xiàn)0到360度彎曲的軟體模塊I、能夠伸縮的軟體模塊II、由舵機構(gòu)成的轉(zhuǎn)向器模塊、電磁鐵、機械爪等。每個模塊都內(nèi)嵌有獨立的控制模塊，控制模塊中有微處理器、電機驅(qū)動板、WiFi收發(fā)器等電路模塊。每個模塊通過WiFi與服務(wù)器通信，最終呈現(xiàn)在網(wǎng)頁上，能夠使用網(wǎng)頁對各個模塊聯(lián)合控制和監(jiān)視。軟體模塊主要由減速電機帶動尼龍繩作用在硅膠軟體軀干的兩側(cè)使之彎曲。能夠利用這些模塊以及一些結(jié)構(gòu)件拼裝出爬鐵墻機器人、爬樹機器人、爬管子機器人、人形機器人、蛇形機器人等數(shù)十種機器人，拼裝出的機器人不需要額外的電路連接只需要在網(wǎng)頁上更改控制程序即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能機器人的解決方案，是一種基于網(wǎng)頁控制的模塊化軟體機器人系統(tǒng)設(shè)計方案

背景技術(shù)

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，各種各樣的機器人正逐漸滲透到人們的生活中，并在人們的日常生產(chǎn)、分配、消費中起到不可或缺的作用。傳統(tǒng)的機器人大多由剛性材料組成，而正是由于剛性材料的限制使得傳統(tǒng)機器人功能單一，一旦制作完成便不可改變原有功能，其功能擴展性幾乎為零。人們對機器人功能的要求越來越多，針對不同的功能要求量身定做專門的機器人開發(fā)成本大、通用性差、可移植性也不好。此外，對傳統(tǒng)機器人的動作控制需要學(xué)習(xí)專門的軟件與控制代碼，這無疑增加了對機器人使用者的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述背景，我們研發(fā)了基于網(wǎng)頁控制的模塊化組合軟體機器人。單個軟體實現(xiàn)的功能是非常單一的，我們利用一定的連接件，將多個軟體按照一定的組裝方式拼裝出一系列的軟體機器人。

該技術(shù)方案的功能拓展性強、成本低廉、操作簡單，因而在不同功能需求的機器人市場以及機器人教育領(lǐng)域都有良好的市場前景。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：軟體模塊由兩個N20減速電機提供動力，軟體軀干是由硬質(zhì)支撐外殼和軟體硅膠構(gòu)成，硬質(zhì)軀干保證軟體的穩(wěn)定性和牢固性，軟體硅的作用是保證軟體的彎曲具有一定的規(guī)律性和可靠性。兩個減速電機分別安裝在軟體軀干的兩端，分別通過尼龍繩作用在軟體軀干的左右兩側(cè)，軟體運動時，電機一收繩子，電機二放繩子從而驅(qū)動軟體軀干實現(xiàn)運動；軟體模塊反向運動時電機的運動狀態(tài)相反。如果軟體模塊只需要一個彎曲方向具有較大的力量時，只需要一個減速電機驅(qū)動一側(cè)的尼龍繩，另一側(cè)的減速電機由橡皮筋代替，橡皮筋的拉力類似于減速電機的拉力，從而簡化了機械結(jié)構(gòu)。

如果將多個軟體模塊按照一定的組合方式拼接起來就能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的機器人，例如：將五個軟體模塊按照X形分布組合，再賦予其一定的步態(tài)規(guī)律就能夠拼裝出四足機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)在較復(fù)雜地的運動；如果將3到5個個軟體模塊首尾相接配合以相應(yīng)的步態(tài)，就能夠?qū)崿F(xiàn)蛇形機器人，能夠蛇的運動穿梭于崎嶇的路面上；如果將四個軟體模塊安裝在人形機器人的手臂、雙足和腰部的位置處，在配合以一定的固定件就能夠?qū)崿F(xiàn)人形機器人，能夠完成簡單的屈膝、伸手、彎腰的基本動作。如果將五個軟體模塊按照人的手指的排布分布，就能夠拼裝出軟體抓手。

控制系統(tǒng)由網(wǎng)頁、服務(wù)器、控制模塊組成。控制模塊采用的微型處理器是 arduinopro mini,主要的元器件有電機驅(qū)動板、鋰電池、紅外傳感器、角度傳感器、WiFi模塊、攝像頭。由我們搭建的局域網(wǎng)負責(zé)各個模塊的控制，網(wǎng)頁發(fā)送指令到服務(wù)器，然后經(jīng)過服務(wù)器處理將指令通過WIFI發(fā)送到各個控制模塊。可以通過網(wǎng)頁實現(xiàn)圖形化界面的控制，能夠?qū)Ω鱾€控制控制模塊進行實施遙控和實時的監(jiān)測。另外我們也搭建了圖像傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)z像頭回傳的圖像實時的顯示在網(wǎng)頁上已達到監(jiān)視、搜索的作用。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明模塊化機器人能夠解決現(xiàn)有的采用了模塊化設(shè)計方案，能夠大大降低使用成本，并且具有很強的的再開發(fā)性，用戶能夠按照自己的實際情況進行開發(fā)。采用WiFi搭建的局域網(wǎng)進行整體控制，能夠?qū)崿F(xiàn)各個模塊的高效的通信，能夠讓用戶實時監(jiān)測和控制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。