[发明专利]一种蚯蚓仿生机器人的控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，更具体地说涉及一种蚯蚓仿生机器人的控制系统。

背景技术

传统机器人领域中，绝大多数的机器人都是使用电机设备驱动滚轮进行移动的，导致市面上的机器人体积都较为庞大，机器人无法穿梭在狭小的空间中。

为了解决上述问题，现机器人领域中出现了一种模拟蚯蚓运动原理的蚯蚓仿生机器人，所述蚯蚓仿生机器人具有能够完成伸长和收缩的单元体，模拟蚯蚓的各节肌肉，通过各个单元体的伸缩和与接触介质产生的摩擦力，是蚯蚓仿生机器人前进，而且蚯蚓仿生机器人体积小，能够穿梭与各种狭小的空间中，在一定程度上迎合某些场合的使用需求。

但是现有的蚯蚓仿生机器人的控制系统功能仍不完善，尤其是蚯蚓仿生机器人的检测传感系统，导致现有的蚯蚓仿生机器人难以顺畅地移动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种功能完善的蚯蚓仿生机器人的控制系统及其控制方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种蚯蚓仿生机器人的控制系统，包括机器人本体以及上位机，还包括单片机模块、红外传感器模块、稳压电源模块、摄像头模块、电机驱动模块、运动检测模块、WIFI模块、指南针模块以及GPS模块；所述机器人本体的前后两端均配置有红外传感器模块以及摄像头模块，所述稳压电源模块为控制系统中各个电路模块供电，所述单片机模块通过WIFI模块与上位机通信连接，所述红外传感器模块输出端、摄像头模块输出端、运动检测模块输出端、指南针模块输出端以及GPS模块输出端分别与单片机模块输入端相连，所述单片机模块输出端与电机驱动模块输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述单片机模块包括主控芯片以及辅控芯片，所述主控芯片以及辅控芯片通信连接，所述主控芯片通过WIFI模块与上位机通信连接，所述摄像头模块输出端、运动检测模块输出端、指南针模块输出端以及GPS模块输出端分别与主控芯片输入端相连，所述电机驱动模块输入端与主控芯片输出端相连，所述红外传感器模块输出端与辅控芯片输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主控芯片型号为STM32，所述辅控芯片型号为80C51。

作为上述技术方案的进一步改进，所述设置在机器人本体前端的红外传感器模块以及设置在机器人本体后端的红外传感器模块均包括3个红外检测传感器，所述红外检测传感器输出端分别与辅控芯片输入端相连，相邻红外检测传感器的红外发射方向成一定角度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摄像头模块包括摄像头以及模数转换器，所述摄像头与模数转换器输入端相连，模数转换器输出端与主控芯片输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述稳压电源模块包括三端稳压器以及供电电池，所述供电电池与三端稳压器输入端相连，所述供电电池输出端以及三端稳压器输出端均作为稳压电源模块的供电端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述运动检测模块包括型号为MPU6050的三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器输出端与主控芯片输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述WIFI模块包括型号为BL-8782的无线控制芯片，所述无线控制芯片与主控芯片相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述指南针模块包括型号为QMC5883L的磁传感器芯片，所述磁传感器芯片输出端与主控芯片输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述GPS模块包括型号为ATK-S1216的北斗双模定位芯片，所述北斗双模定位芯片输出端与主控模块输入端相连。

本发明的有益效果是：本发明通过红外传感器模块、摄像头模块、运动检测模块、指南针模块以及GPS模块对蚯蚓仿生机器人的运动状况进行实时检测，单片机模块通过上述各种检测传感器所述采集的各种信号计算出最佳的移动路线，以避开附近所有的障碍物，保证蚯蚓仿生机器人移动畅通无阻，本发明所述控制系统传感器功能强大齐全，能检测各种相关信号，保证蚯蚓仿生机器人对移动过程中的各种状况能够作出快速的应变。

本发明同时还公开了上述蚯蚓仿真机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤A.启动单片机模块以及上位机，通过WIFI实现通信连接；

步骤B.启动运动检测模块、指南针模块以及GPS模块，对蚯蚓仿生机器人状况进行检测，并将检测结果传输到上位机；

步骤C.选择控制系统控制模式，所述控制模式包括手动模式以及自动模块，当选择手动模式，启动摄像头模块，摄像头模块将拍摄到的实时图像传输到上位机中，由用户实时控制移动路线，当选择自动模式，继续往下执行；