[发明专利]大尺寸球形机器人控制系统

权利要求书

1.一种大尺寸球形机器人控制系统，包括上位机部分（114）和球形机器人部分（115），其特征在于：所述上位机部分（114）是一个计算机（101）经一个单片机（102）连接一个无线通信模块（103），负责系统管理、人机接口、任务规划和动作指令生成；所述球形机器人部分（115）的包括主控制器（106）、单片机（105）、姿态传感器（107）、避障传感器（108）、伺服电机控制器（111）、无线通信模块（104）、24V锂电池（109）、5V锂电池（112）、24V继电器（110）和5V继电器（113），所述控制器（106）连接伺服电机控制器、单片机（105）、姿态传感器（107）、避障传感器（108）和5V继电器（113），所述24V锂电池（109）经24V继电器（110）和伺服电机控制器（111）连接伺服电机（117），所述单片机（105）连接24V继电器（110）、无线通信模块（104）、5V锂电池（112）和5V继电器（113）；

所述上位机部分（114）无线通信模块（103）包括接收和发射两块射频芯片（103-1,103-2）

所述球形机器人部分（115）无线通信模块（104）包括接收和发射两块射频芯片（104-1,104-2）

所述球形机器人部分的主控制器（106）集成在一块开发板（116）上；所述计算机（101）操作通过单片机（102）和无线通信模块（103）向球形机器人发送指令，球形机器人（115）的无线通信模块（104）接收指令，单片机（105）根据指令与主控制器（106）通信，主控制器（106）控制继电器（110,113）、伺服电机控制器（111）动作，并根据姿态传感器（107）和避障传感器（108）反馈调整机器人运动，实现机器人直线和转向运动；主控制器（106）通过单片机（105）向计算机（101）发送状态信息。

2.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述上位机部分（114）的单片机（102）型号为STM32，带有SPI接口，采用串口转USB芯片，通过USB连接计算机（101），用于控制无线通信的接收和发送。

3.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述上位机部分（114）的两块射频芯片（103-1,103-2）型号为nRF24L01，通过SPI接口与单片机（102）连接；用于发射和接受计算机（101）和主控制器（106）的信号。

4.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述上位机部分（114）与球形机器人部分（115）是通过无线传输通信的方式连接。

5.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述球形机器人部分的主控制器（106）采用S3C6410型处理器，主频率为 667MHz ，运行于 Linux2.6平台；该处理器安装于开发板（116）内，该开发板（116）安装在一个控制盒（3）内，用于计算机器人的各种姿态信息和控制机器人的各种动作，执行控制算法，发送状态信息。

6.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述球形机器人部分的开发板（116）型号为OK6410，安装于球形机器人部分（115）的一个内框（2）控制盒（3）内。

7.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述球形机器人部分的单片机（105），其型号为STM32，通过USB接口与主控制（106）连接，安装于球形机器人（115）的内框的控制盒（3）内；主要发挥其外设齐全且编程简单的优势，并为主控制器（106）分担一些任务。

8.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征在于：所述球形机器人部分（115）的两块射频芯片（104-1,104-2）型号为nRF24L01，通过SPI接口与单片机（105）连接，用于发射和接受计算机（101）和主控制器（106）的信号。

9.根据权利要求1所述大尺寸球形机器人控制系统，其特征为：所述球形机器人部分（115）的姿态传感器（107）型号为xsensMTi，内部包含三轴陀螺仪，三轴加速度以及三轴磁场传感器，用于测量球形机器人的姿态数据；通过USB接口，与主控器（106）连接，其安装于球形机器人（115）的一个侧板（9）上。