基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及多舵機蛇形機器人的控制信號傳輸領(lǐng)域，是一種基于蛇形機器人的各關(guān)節(jié)之間的信號傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能化的仿生機器人，尤其是蛇形機器人已被擁有廣泛用途的機器人。現(xiàn)在研制的大部分蛇形機器人都是由多個關(guān)節(jié)連接而成，實現(xiàn)復(fù)雜的三維運動和多種典型的運動模式。由于蛇形機器人的關(guān)節(jié)數(shù)目多，所以主控單元需要同時控制多個關(guān)節(jié)，并且相互沒有干涉，要簡單可靠的保證每個關(guān)節(jié)都能平穩(wěn)、靈活、持久的運動是很困難的。
[0003]傳統(tǒng)的蛇形機器人的信號傳輸方式是CAN總線式。蛇形機器人信號傳輸有兩個最基本的要求:一是數(shù)據(jù)內(nèi)容正確；二是實時傳輸。對這兩點，CAN總線中均有所涉及，但仍存在著不一致性、不可預(yù)測性、信道出錯堵塞等漏洞。這種CAN總線式傳輸方式是一種將各個分散的執(zhí)行單元連接起來的傳輸方式，它存在一系列顯而易見的缺點:
[0004]第一，不一致性。CAN總線中有一個著名的Last-But-One-Bit錯誤。如果由于空間干擾、電源波動等原因，對于幀的倒數(shù)第二位，一部分節(jié)點A認為無錯，一部分節(jié)點B認為有錯，即出現(xiàn)了所謂的Byzantine錯誤。這時，根據(jù)EOF應(yīng)該是7個隱性位，節(jié)點B認為這是一種形式錯誤，所以就會啟動錯誤幀，通知發(fā)送器重發(fā)，同時丟棄收到的幀。而認為沒錯的節(jié)點A由于只查到倒數(shù)第二位，因此就會接收此幀。如果在發(fā)送器例行的下一次發(fā)送前B通知的重發(fā)成功，A就會收到重復(fù)幀；如果重發(fā)不成功，B就丟了一幀。
[0005]第二，不可預(yù)測性。CAN總線將節(jié)點狀態(tài)分為Error Active、Error Passive和BusOff三種，這三種狀態(tài)在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換。不同狀態(tài)中節(jié)點的發(fā)送有不同的延遲。
[0006]第三，信道出錯堵塞。節(jié)點有可能受干擾或其它原因暫時或永久失效，出錯的主機會命令CAN收發(fā)器不斷發(fā)送消息，即所謂的Babbling Id1t錯誤。
[0007]控制單元多元化。主控單元通過CAN總線將各個分散的執(zhí)行單元連接起來，每個執(zhí)行單元都需要一個控制器來控制舵機的運動，而執(zhí)行單元的個數(shù)與蛇體的關(guān)節(jié)數(shù)相同，這樣蛇形機器人的控制器的個數(shù)就多于蛇體關(guān)節(jié)數(shù)，造成了控制復(fù)雜化，控制單元多元化。
[0008]第四，生產(chǎn)成本高。由上述四控制單元多遠化，這就帶來了生產(chǎn)成本的大大增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的首要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，提供一種簡單、成本低、體積小、便于拆裝、可靠、靈活性好的，可有效減弱因信號電壓變化造成的信號波動，使蛇形機器人可以穩(wěn)定、靈活運動的蛇形機器人信號傳輸系統(tǒng)。
[0010]為了達到上述目的，本實用新型采用如下方案:
[0011]基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與蛇體關(guān)節(jié)數(shù)目相當(dāng)個數(shù)的傳輸節(jié)點，每個傳輸節(jié)點可以選擇相應(yīng)控制信號供舵機所用，并且通過從傳輸節(jié)點引出的FFC連接器可以相互并聯(lián)，形成信號傳輸系統(tǒng)。
[0012]具體地，所述每個傳輸節(jié)點包括一個信號管理模塊，一個舵機連接器和兩個FFC連接器，所述兩個FFC連接器的各個引腳相互并聯(lián)，形成傳輸系統(tǒng)，然后與信號管理模塊的信號控制端分別相連，管理與分配舵機的控制信號。
[0013]具體地，所述信號管理模塊包括信號選擇器件和信號執(zhí)行器件，所述信號選擇器件為撥碼開關(guān)，所述信號執(zhí)行器件執(zhí)行控制命令，使舵機正常的運動。
[0014]具體地，所述撥碼開關(guān)為平撥型、1.27mm間距、SMD封裝形式，其位數(shù)與控制信號路數(shù)相同，每一位相對應(yīng)有一個按鍵，按鍵的背面有兩排引腳，一排引腳連接所有控制信號，另一排引腳全部串聯(lián)與舵機連接器件的信號端連接，當(dāng)某按鍵撥至ON—側(cè)，這一按鍵下面的兩個引腳接通；反之則斷開。所有按鍵是獨立的，相互沒有關(guān)聯(lián)。通過撥動按鍵選擇控制信號傳送到信號執(zhí)行器件，執(zhí)行控制命令，通過舵機連接器提供給舵機，使舵機正常的運動。
[0015]具體地，所述FFC連接器包括FFC連接器I和FFC連接器2，，控制信號從主控單元由FFC連接器I傳入傳輸節(jié)點，然后進行節(jié)點內(nèi)部進行執(zhí)行與傳輸，由FFC連接器2傳出傳輸節(jié)點，傳送到下一個傳輸節(jié)點。
[0016]具體地，F(xiàn)FC連接器I與FFC連接器2接口和組成部分完全相同，且為0.5mm間距、SMD封裝形式。
[0017]具體地，F(xiàn)FC軟排線為同向的。
【附圖說明】
[0018]圖1:基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)示意圖
[0019]圖2:基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)傳輸節(jié)點示意圖
[0020]圖3:基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)傳輸節(jié)點功能示意圖
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
[0022]如圖1、2、3所示:
[0023]如圖1所示，基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，包括與蛇體關(guān)節(jié)數(shù)目相同的傳輸節(jié)點，控制信號由主控單元依次傳送到每個傳輸節(jié)點，每個傳輸節(jié)點具有相同的組成模塊，當(dāng)某一關(guān)節(jié)出現(xiàn)故障時，能夠方便更換，逐漸向經(jīng)濟型蛇形機器人靠攏。
[0024]如圖2所示，所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，每個傳輸節(jié)點包括信號管理模塊、FFC連接器1、舵機連接器和FFC連接器2。
[0025]所述信號管理模塊包括信號選擇器件和信號執(zhí)行器件，所述信號選擇器件選用撥碼開關(guān)，所述撥碼開關(guān)如圖3所示，包括兩排引腳和一排按鍵，一排引腳與FFC連接器I相連，另一排引腳全部串聯(lián)且與舵機信號端相連，由撥碼開關(guān)的某一位按鍵撥動選擇信號與舵機連接器的信號端相連，使舵機準(zhǔn)確、實時接收到控制信號；所述信號執(zhí)行器件選用舵機連接器，如圖3所示，舵機連接器有三個端口，分別為_、+和S，-表示舵機電源負，+表示舵機電源正，S表不舵機信號端。
[0026]如圖3所示，F(xiàn)FC連接器I的1、2、3、4……表示信號流，撥碼開關(guān)的1、2、3、4……表示信號流，，F(xiàn)FC連接器2的1、2、3、4……表示信號流，并且相同數(shù)字表示信號相同且相連。
[0027]控制信號從主控單元由FFC連接器I傳入傳輸節(jié)點，經(jīng)信號管理模塊分析處理后，特定控制信號傳送到舵機連接器，控制舵機運動，同時所有信號經(jīng)FFC連接器2傳出傳輸節(jié)點，F(xiàn)FC連接器2通過軟排線與下一個傳輸節(jié)點的FFC連接器I連接，形成傳輸系統(tǒng)。
【主權(quán)項】
1.基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括與蛇體關(guān)節(jié)數(shù)目相當(dāng)個數(shù)的傳輸節(jié)點，每個傳輸節(jié)點可以為舵機提供控制信號，并且相鄰傳輸節(jié)點通過FFC軟排線連接形成傳輸系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述每個傳輸節(jié)點包括一個信號管理模塊，一個舵機連接器和兩個FFC連接器，所述兩個FFC連接器的各個引腳相互并聯(lián)，形成傳輸系統(tǒng)，然后與信號管理模塊的信號控制端分別相連，管理與分配舵機的控制信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述信號管理模塊包括信號選擇器件和信號執(zhí)行器件，所述信號選擇器件為撥碼開關(guān)，所述信號執(zhí)行器件執(zhí)行控制命令，使舵機正常的運動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述撥碼開關(guān)為平撥型、1.27mm間距、SMD封裝形式，其位數(shù)與控制信號路數(shù)相同，每一位相對應(yīng)有一個按鍵，按鍵的背面有兩排引腳，一排引腳連接所有控制信號，另一排引腳全部串聯(lián)與舵機連接器件的信號端連接，當(dāng)某按鍵撥至ON—側(cè)，這一按鍵下面的兩個引腳接通；反之則斷開。所有按鍵是獨立的，相互沒有關(guān)聯(lián)。通過撥動按鍵選擇控制信號傳送到信號執(zhí)行器件，執(zhí)行控制命令，通過舵機連接器提供給舵機，使舵機正常的運動。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個FFC連接器包括FFC連接器I和FFC連接器2，控制信號從主控單元由FFC連接器I傳入傳輸節(jié)點，然后進行節(jié)點內(nèi)部進行執(zhí)行與傳輸，由FFC連接器2傳出傳輸節(jié)點，傳送到下一個傳輸節(jié)點。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述FFC連接器I和FFC連接器2的接口和組成部分完全相同，且為0.5mm間距、SMD封裝形式。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于:每個傳輸節(jié)點進行信號傳輸?shù)腇FC軟排線均為同向的。
【專利摘要】本實用新型涉及蛇形機器人的控制信號傳輸領(lǐng)域，是一種基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與蛇體關(guān)節(jié)數(shù)目相當(dāng)個數(shù)的傳輸節(jié)點，每個傳輸節(jié)點包括一個信號管理模塊，一個舵機連接器件和兩個FFC連接器，F(xiàn)FC連接器將控制信號由主控單元傳輸?shù)矫總€傳輸節(jié)點，通過信號管理模塊對信號進行管理對每節(jié)蛇體舵機所需信號進行選擇來控制舵機的運動。本實用新型中的傳輸節(jié)點具有簡單化、成本低、體積小、重量輕、便于安裝、可靠、靈活性好等優(yōu)點，每個傳輸節(jié)點通過各自引出的FFC連接器由FFC軟排線相互并聯(lián)起來，能夠?qū)崟r、穩(wěn)定的傳輸信號，而且每個傳輸節(jié)點可以靈活方便的安裝在蛇形機器人的每個關(guān)節(jié)上，使蛇形機器人能夠靈活、自如的運動。
【IPC分類】B25J9/06, B25J9/16
【公開號】CN204935654
【申請?zhí)枴緾N201520327447
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】泰華宏業(yè)（天津）機器人技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年5月18日