一種具有容錯(cuò)控制的智能球形機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，尤其涉及一種具有容錯(cuò)控制的智能球形機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，智能機(jī)器人領(lǐng)域的研究也取的了迅猛的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外就有很多球形機(jī)器人的成功設(shè)計(jì)，而且他們的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)多種多樣。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)大多是整體外形采用球形的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，而通過(guò)內(nèi)部各種不同的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)完成對(duì)其運(yùn)動(dòng)的控制。但是，從他們所采取的設(shè)計(jì)方案和所達(dá)成的效果來(lái)分析都存在著以下三個(gè)問(wèn)題:
[0003](I)這種設(shè)計(jì)只是達(dá)到了球狀外形的設(shè)計(jì)，并沒(méi)有完全體現(xiàn)出球形在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該擁有的優(yōu)勢(shì)，而且還失去了普通機(jī)器人通過(guò)肢體動(dòng)作來(lái)完成一些任務(wù)的靈活性。
[0004](2)眾所周知，機(jī)器人在實(shí)際生活中應(yīng)具有幫助人們來(lái)完成一些困難和復(fù)雜任務(wù)的功能，而這種整體球形的設(shè)計(jì)不具有機(jī)械操作能力，因而顯得更加不靈活。
[0005](3)現(xiàn)有的機(jī)器人由于設(shè)計(jì)的整體性過(guò)于局限而導(dǎo)致不能自動(dòng)識(shí)別自身故障，而在部件受損時(shí)失去運(yùn)動(dòng)能力。以上問(wèn)題都嚴(yán)重影響了球形機(jī)器人在實(shí)際生活中的實(shí)用價(jià)值和智能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種具有容錯(cuò)控制的智能球形機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能化和靈活性。
[0007]本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:一種具有容錯(cuò)控制的智能球形機(jī)器人，包括兩相互配合的上半球面和下半球面，所述上半球面和下半球面上下圍合成一球形；所述上半球面和下半球面分別均勻開(kāi)設(shè)分成六個(gè)扇形的上機(jī)械足和下機(jī)械足，六個(gè)上機(jī)械足和六個(gè)下機(jī)械足一一對(duì)應(yīng);還包括一固定于所述上半球面和下半球面之間且呈環(huán)形的支撐板，所述支撐板上端沿周側(cè)等間隔固定六個(gè)分別于所述上機(jī)械足電連的上舵機(jī);所述下機(jī)械足分別經(jīng)一連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，所述連桿機(jī)構(gòu)包括與所述支撐板轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一活動(dòng)桿、與所述第一活動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第二活動(dòng)桿和所述第二活動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第三活動(dòng)桿，所述第三活動(dòng)桿還分別與所述下機(jī)械足固定連接;所述第一活動(dòng)桿、第二活動(dòng)桿和第三活動(dòng)桿各自經(jīng)一下舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述上舵機(jī)和下舵機(jī)經(jīng)一設(shè)置于所述支撐板上的控制電路板控制；所述支撐板上還設(shè)有一用于測(cè)量上半球面傾斜角度且與所述控制電路板電連接的角度傳感器。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制電路板包括一控制單元、與所述控制單元電連的無(wú)線(xiàn)通訊模塊和電流檢測(cè)模塊，所述角度傳感器與所述控制單元電連。
[0009]進(jìn)一步的，所述控制單元分別經(jīng)與舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與所述上舵機(jī)和下舵機(jī)相連。
[0010]進(jìn)一步的，所述下機(jī)械足的底部還分別固定有一壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制單元電連。
[0011]進(jìn)一步的，所述壓力傳感器的型號(hào)為微型稱(chēng)重測(cè)力傳感器DJWX-21。
[0012]進(jìn)一步的，還包括一電源模塊，所述電源模塊為航模鋰電池供電，所述鋰電池經(jīng)穩(wěn)壓模塊與所述控制單元、角度傳感器、壓力傳感器、無(wú)線(xiàn)通訊模塊和電流檢測(cè)模塊電連。
[0013]進(jìn)一步的，所述角度傳感器的型號(hào)為MPU6050。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下有益效果:本實(shí)用新型采用上、下半球面分割控制結(jié)構(gòu)來(lái)分別完成水平托舉平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)和六腳姿態(tài)行走的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，姿態(tài)控制準(zhǔn)確，控制靈活，可實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大。通過(guò)上半球面的六個(gè)上機(jī)械足展開(kāi)形成水平托舉平臺(tái)，通過(guò)下半球面的六個(gè)下機(jī)械足形成六角姿態(tài)行走，通過(guò)下舵機(jī)配合驅(qū)動(dòng)下機(jī)械足的多自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得六個(gè)上機(jī)械足形成的水平托舉平臺(tái)處于水平狀態(tài)。通過(guò)壓力感應(yīng)傳感器來(lái)檢測(cè)下機(jī)械足與地面的接觸并進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行控制，控制準(zhǔn)確，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性高。通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)器人的水平托舉平臺(tái)的角度并實(shí)時(shí)進(jìn)行信號(hào)反饋，通過(guò)運(yùn)行姿態(tài)的調(diào)整，從而保證托舉平臺(tái)一直處于水平狀態(tài)。
[0015]本實(shí)用新型整體外型采用球形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以更好的實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境，即可以實(shí)現(xiàn)六足穩(wěn)定行走，在特殊的環(huán)境中又可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)靈活，控制方便。本實(shí)用新型采用電流異常檢測(cè)模塊來(lái)檢測(cè)通過(guò)個(gè)肢體自由度的電流異常情況來(lái)判斷各自由度工作狀態(tài)，檢查故障。本實(shí)用新型采用無(wú)線(xiàn)通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，可以實(shí)現(xiàn)特殊環(huán)境的遠(yuǎn)程遙控，又可以實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸，方便機(jī)器人特殊功能的實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)器人的外部機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)器人的內(nèi)部機(jī)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的下機(jī)械足的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路控制結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖中:1-上半球面；10-上機(jī)械足；2-下半球面;20-下機(jī)械足;3-支撐板;4_連桿機(jī)構(gòu);40-第一活動(dòng)桿;41-第二活動(dòng)桿;42-第三活動(dòng)桿。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1?4所示，一種具有容錯(cuò)控制的智能球形機(jī)器人，包括兩相互配合的上半球面I和下半球面2，所述上半球面I和下半球面2上下圍合成一球形;所述上半球面I和下半球面2分別均勻開(kāi)設(shè)分成六個(gè)扇形的上機(jī)械足10和下機(jī)械足20，六個(gè)上機(jī)械足10和六個(gè)下機(jī)械足20—一對(duì)應(yīng);還包括一固定于所述上半球面I和下半球面2之間且呈環(huán)形的支撐板3，所述支撐板3上端沿周側(cè)等間隔固定六個(gè)分別于所述上機(jī)械足10電連的上舵機(jī);所述下機(jī)械足20分別經(jīng)一連桿機(jī)構(gòu)4驅(qū)動(dòng)，所述連桿機(jī)構(gòu)4包括與所述支撐板3轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一活動(dòng)桿40、與所述第一活動(dòng)桿40轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第二活動(dòng)桿41和所述第二活動(dòng)桿41轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第三活動(dòng)桿42，所述第三活動(dòng)桿42還分別與所述下機(jī)械足20固定連接;所述第一活動(dòng)桿40、第二活動(dòng)桿41和第三活動(dòng)桿42各自經(jīng)一下舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述上舵機(jī)和下舵機(jī)經(jīng)一設(shè)置于所述支撐板3上的控制電路板控制;所述支撐板3上還設(shè)有一用于測(cè)量上半球面I傾斜角度且與所述控制電路板電連接的角度傳感器。
[0024]從上述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:實(shí)用新型采用上、下半球面2分割控制結(jié)構(gòu)來(lái)分別完成水平托舉平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)和六腳姿態(tài)行走的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，姿態(tài)控制準(zhǔn)確，控制靈活，可實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大。通過(guò)上半球面I的六個(gè)上機(jī)械足10展開(kāi)形成水平托舉平臺(tái)，通過(guò)下半球面2的六個(gè)下機(jī)械足20形成六角姿態(tài)行走，通過(guò)下舵機(jī)配合驅(qū)動(dòng)下機(jī)械足20的多自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得六個(gè)上機(jī)械足10形成的水平托舉平臺(tái)處于水平狀態(tài)。通過(guò)壓力感應(yīng)傳感器來(lái)檢測(cè)下機(jī)械足20與地面的接觸并進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行控制，控制準(zhǔn)確，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性高。通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)器人的水平托舉平臺(tái)