[发明专利]一种无线控制舵机互动人形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体为一种无线控制舵机互动人形机器人。

背景技术

人形机器人的研究起步于1960年代后期，目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出WAP-1平面自由度步行机。研究的内容包括行走机构的设计以及相应的控制方法。1973年，加藤等人在WL-5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT-1，此时研究者才开始逐步研究人形机器人的自主控制和运动，人形机器人研究也逐步扩展到人工智能方面。在此后很长的一段时间里，人形机器人的研究重点是行走机构的研究，如采取新的驱动方式和步行方式的控制方法，提高人形机器人的行走速度，近期的技术发展使得人形机器人具备奔跑能力(索尼的SDR-3X)。进入1990年代，人形机器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不断出现，从而推动了人形机器人技术的快速发展，此后机器人的行走能力、智能化和功能都越来越强大，最著名的人形机器人就是本田公司的ASIMO如今，人形机器人向这两个不同的方面发展，一个是外形上与真实人类的细部特征相同的发展；另一个是功能上接近真实人类，具备和人类一样的运动能力和灵活性及对环境的判断能力。

现阶段的机器人控制存在如下不足：

1)现阶段机器人控制大都采用数字舵机，每个舵机需要一个单片机IO口输出信号控制，占用有限的IO资源，同时连接线路复杂，容易出现故障。

2)现阶段机器人控制采用有线连接控制数字舵机方式，无法控制多个控制系统，同时由于采用线路连接方式，无法避免线路损耗影响信号传递

3)多机器人配合目前采用每个单独MCU控制，通过无线通信模块进行连接，成本偏高，连接不够稳定。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种无线控制舵机互动人形机器人，节约IO资源，可以控制多个系统，成本低稳定性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无线控制舵机互动人形机器人，包括主机模块、从机模块和独立电源，所述主机模块包括STM32舵机控制板，所述STM32舵机控制板用于安装在主机器人内部，STM32舵机控制板的IO引脚连接有主机单总线连接器，所述主机总线转换器按照总线通信协议工作，输出控制信号至主机舵机组，主机舵机组用于执行主机动作指令，所述STM32舵机控制板的通信接口连接有主蓝牙模块；所述从机模块包括串口转单总线舵机控制板，所述单总线舵机控制板的总线端口通过单总线连接有丛机舵机组，所述从机舵机组用于控制舵机动作，单总线舵机控制板的通信端口连接有从蓝牙模块，所述从蓝牙模块与主蓝牙模块按照蓝牙协议进行数据传输通信；所述独立电源用于输出7.2V稳定直流电压，分别送入到STM32舵机控制板和单总线舵机控制板的电源引脚。

作为本发明一种优选的技术方案，所述STM32舵机控制板为24路舵机控制板，集成多个传感器，板载8MFlash存储空间支持的单总线数字舵机以及市面上其他舵机控制器所支持普通PWM驱动的数字舵机。

作为本发明一种优选的技术方案，所述蓝牙模块与主蓝牙模块采用HC05蓝牙串口透传模块，该模块具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，通过控制模块外部引脚输入电平进行动态切换。

作为本发明一种优选的技术方案，所述单总线舵机控制板的VS引脚连接锂电池正极，GND连接阴极，5V连接HC05模块5V接口，GND连接阴极为其供电。控制板TXD连接HC05模块RXD，控制板RXD连接HC05模块TXD，进行通信连接控制。

作为本发明一种优选的技术方案，所述主机舵机组和从舵机组均采用单总线回读数字舵机，该舵机内部集成有主控芯片，主控芯片用于进行PWM调制，舵机的信号口通过总线连接至控制器的TXD端口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明支持使用蓝牙无线方式连接以一个MCU舵机控制板作为处理控制中心配合串口转单总线控制板实现的多个机器人无线控制系统。本发明具有如下特点：

1)主机使用STM32舵机控制板作为所有机器人控制处理中心，通过蓝牙无线通信方式与从机串口转单总线控制板连接，从而控制从机机器人系统；

2)支持单总线接口，一条信号线可以级联255个舵机，同时这些舵机均支持角度温度回读，便于更好检测单个舵机状态和更好进行相应控制；

3)支持无线蓝牙连接通信方式，可以实现控制从机部分无需使用MCU控制芯片，从而简化电路，境降低成本，同时无线连接方式使用于更多场景。

附图说明