[实用新型]一种三足机器人系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人系统，尤其涉及的是一种分布控制式模块化三足机器人系统。

背景技术

作为一种具有高度灵活性的柔性自动化机电设备，机器人在现代化工农业生产和人类日常生活中得到了越来越广泛的应用。通过编程和配置，机器人能够完成不同的任务、适应不同的需求。近年来，在机器人领域出现了多种形式的模块化机器人。通过模块化，对机器人系统进行分解，形成一系列具有适当粒度规模的功能单元，从而提高了机器人的可重用性和可移植性。但是，目前模块化机器人技术仍存在一些问题，例如对控制系统的组织关系和总体架构有较大的限制，用户二次开发的难度较大，模块间通讯交互较为简单原始等。

因此可见，现有技术存在一定缺陷，需要进行进一步地改进。

实用新型内容

为了克服现有机器人系统通用性差、扩展难度大等不足，本实用新型提供了一种三足机器人系统，其组装方便、通用性强、成本低、易于二次开发和功能扩展。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供了一种三足机器人系统，所述机器人系统包括：多个用于执行动作的运动功能模块、用于协调各个功能模块之间工作的协同功能模块；

所述每一功能模块的两端均设置有用于与其它功能模块相连的电气接口、通讯接口和机械接口；所述多个执行功能模块和协同功能模块通过所述电气接口、通讯接口和机械接口互相连接，并拼装成一三足机器人结构；

在所述每一个功能模块中还设置有一用于控制自身模块工作的控制单元，所述协同功能模块利用自身的控制单元按预定的频率持续产生同步控制指令，并将该同步控制指令通过与所述通讯接口相连的通讯总线传输给各个运动功能模块，每一个运动功能模块利用自身的控制单元根据接收到的同步指令控制自身按相应的运动数据执行运动操作。

其中，所述三足机器人系统还包括：用于供电的电源功能模块，此功能模块通过其上设置的电气接口、通讯接口和机械接口与系统中其它各个功能模块相连，此功能模块用于对电源的输出进行稳压滤波后，输出给系统中其它各个功能模块，同时，此功能模块还用于实时监测电源电压和电流，当电流过大或电压不足时，通过通讯总线通知系统中其它各个功能模块。

其中，所述三足机器人系统还包括：用于感知外部环境的认知功能模块，该功能模块通过其上设置的电气接口、通讯接口和机械接口与系统中其他各个功能模块相连，该功能模块中设置有多组用于获知所述三足机器人系统相对于外部环境的各种状态信息的传感单元，此多组传感单元的输出端通过自身功能模块的通讯接口连接所述通讯总线。

其中，所述每一个功能模块均包括：消息语义解释单元、总线通讯单元、控制单元和局部知识库；所述总线通讯单元的一侧通过通讯接口与所述机器人系统的通讯总线相连，所述总线通讯单元的另一侧通过所述消息语义解释单元连接所述控制单元，所述控制单元还与所述局部知识库相连，所述局部知识库用于存储预先设置的控制指令或运动数据，所述控制单元用于通过所述消息语义解释单元和总线通讯单元，从所述通讯总线上获得控制指令或向所述通讯总线发出一系列的控制指令。

其中，所述每一个运动功能模块还包括：PWM脉冲生成单元、电机伺服单元；所述控制单元通过所述PWM脉冲生成单元连接所述电机伺服单元，所述PWM脉冲生成单元用于根据所述控制单元的控制指令生成脉冲调制信号，并将该脉冲调制信号送入到所述电机伺服单元中，用以控制电机运转执行相应的运动操作。

其中，所述机器人系统还包括：辅助连接件，该辅助连接件通过与系统中各个功能模块相连构成三足机器人结构。

其中，所述三足机器人系统中，多个运动功能模块通过一截面为三角形的辅助连接件构成一三足机器人结构，此机器人结构的每一足由多个所述运动功能模块通过各自的电气接口、通讯接口和机械接口首尾顺次连接构成；所述协同功能模块设置在所述辅助连接件上，所述协同功能模块通过自身设置的电气接口、通讯接口和机械接口连接与辅助连接件相邻的所述运动功能模块。

其中，所述用于供电的电源功能模块设置在所述辅助连接件上，所述电源功能模通过自身设置的电气接口、通讯接口和机械接口连接与辅助连接件相邻的所述运动功能模块。

其中，所述认知功能模块配备三个光电反射式传感器，所述三个光电反射式传感器分别被安装在所述辅助连接件的三个角上。

其中，所述协同模块中还包括：一全局知识库和一串口通讯单元；所述控制单元与所述全局知识库相连；所述串口通讯单元通过所述消息予以解释单元与所述控制单元相连；