[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

一種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。本發明多功能性、通用性以及操作友好性。

技術領域

本發明涉及機械及自動化控制領域，是一種新型多功能類人機器人平臺及其控制系統。

背景技術

當今社會，隨著電子信息技術的飛速發展，人類可以按照自己的意愿去命令機器幫助我們完成一些繁重的事物，同時，體感技術也快速發展，人體動作姿態的數據采集日益方便和準確。

傳統機器人功能單一，體型笨重，操作復雜，不符合以人為本的核心，難以實時同步再現人的動作。當今社會迫切需要一種新型的多功能仿生機器人平臺，在符合人體基本結構的基礎上，讓使用者的動作姿態通過體感技術精確地在仿生機器人平臺上同步再現。該多功能仿生機器人平臺能完成絕大部分人類可以做到的精細化動作甚至能通過特定程序完成人類關節所不能承受的動作。可代替人前往某些高危或是特定人們無法到達的地方進行作業。

發明內容

為了克服傳統機器人平臺的功能單一、體型笨重、操作復雜。本發明為一種具有多功能性、通用性、操作友好性的新型多功能仿生機器人平臺及其控制系統，平臺將整個大體分為以下五個部分:全向移動底盤、可升降平臺、兩只仿生機械雙臂、核心控制電路和控制系統。通過對各部分的設計與組合，真正實現了本發明的多功能性、通用性以及操作友好性，本發明可以應用于自動化生產與日產生活中大多的預編程作業與人機同步作業。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種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。

進一步，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。

再進一步，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。

更進一步，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。