[發明專利]一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統

在審

• 申請號: 202010216414.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111390907A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 劉錦元;黃岳釗;趙梓鈺;王俊杰;付明磊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J5/00;B25J18/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述新型多功能類人機器人平臺及其控制系統包括多功能類人機器人硬件平臺以及多功能類人機器人控制系統；

所述多功能類人機器人硬件平臺包括一個全向移動底盤、一個可升降平臺和一雙仿生機械臂，所述可升降平臺安裝于所述全向移動底盤上；所述一組仿生機械雙臂安裝與所述可升降平臺上；

所述多功能類人機器人控制系統包括通訊總線部分、核心控制電路、全向移動底盤控制電路、可升降平臺控制電路、機械前臂控制器和機械后臂控制器，所述通訊總線部分分別與核心控制電路、全向移動底盤控制電路、可升降平臺控制電路、機械前臂控制器和機械后臂控制器連接。

2.如權利要求1所述的一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述全向移動底盤由控制電路部分與機械部分構成，控制電路部分主要包含控制芯片和4路H橋兩大部分，其中采用STM32F031單片機為控制芯片。機械部分主要包含電機、麥克納姆輪與金屬框架三大部分組成，其中電機與上述控制電路中4路H橋相連。

3.如權利要求1或2所述的一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述可升降平臺由控制電路部分與機械部分兩大部分組成，控制電路部分主要包含控制芯片和單路H橋構成，其中控制芯片采用STM32F030單片機，控制芯片與單路H橋相連。機械部分主要包含金屬主體框架、金屬平臺和螺旋推桿三部分，螺旋推桿與金屬主體框架相連，金屬平臺與螺旋推桿相連。上述控制電路部分的單路H橋與上述機械部分的螺旋推桿相連。

4.如權利要求1或2所述的一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述仿生機械臂由機械后臂與機械前臂兩大部分組成，機械后臂與機械前臂均采用仿生人類雙臂結構，其中兩者內部均安裝控制芯片，控制芯片采用STM32F103單片機，機械后臂與機械前臂相連，此處機械后臂與機械前臂連接處采用連接結構，因此也可將機械前臂更替為其他功能型設備作為前臂與機械后臂相連，機械后臂與可升降平臺的金屬平臺相連，同時仿生機械臂各部分控制芯片與核心控制電路中單片機利用通訊總線相連，進而接收控制命令。

5.如權利要求1或2所述的一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述通訊總線部分由總線、總線控制器兩部分組成，所述總線采用符合RS485通訊電平標準的串行通訊總線，所述總線控制器采用STM32F103作為控制芯片，總線控制器負責管理通訊總線上各設備的通訊，所述通訊總線的通訊規則如下：

1).掛載于通訊總線上的各設備必須擁有唯一名稱，且任意兩設備名稱不可相同；

2).總線控制器會通過總線輪詢各設備名稱，當各設備在總線上讀取到自己名稱時即可通過總線發布數據，當全部數據發布結束或該設備無數據發布時需發布結束標志，當總線控制器通過總線讀取到結束標志時或當總線控制器輪詢設備名稱一段時間內未檢測到總線上存在數據發布時，會繼續輪詢下一設備名稱；

3).各設備所發布的數據需包含數據名稱和數據值兩部分；

4).當各設備未被總線控制器輪詢時，各設備可讀取總線上發布的數據，但不能利用總線發布數據；

5).各設備間原則上不存在主從區別，各設備通過關注特定設備所發布的特定數據，從而實現命令與數據的接收，各設備通過發布數據，實現命令與數據的發送。

6.如權利要求1或2所述的一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統，其特征在于，所述核心控制電路由Linux核心板與單片機模塊兩大部分組成，核心控制電路用于接收、儲存、處理用戶的控制程序以及命令，控制調配并監視著各部分的工作狀態，Linux核心板與單片機利用高速SPI總線相連，單片機采用STM32H750單片機，Linux核心板可儲存和處理用戶的預編程程序以及接收用戶下達的原始命令，并將處理結果傳輸至所述單片機，單片機再將各命令按需求利用通訊總線下傳至其他各部分，同時，核心控制電路在通訊總線中擁有唯一名稱。