[实用新型]一种体操机器人控制系统

说明书

本实用新型公开一种体操机器人控制系统，主要由电源电路，单片机，UART无线通信模块，调试电路，复位电路，LED电路，舵机驱动以及舵机接口组成；电源电路为整个系统供电，单片机负责整个体操机器人控制系统的协调，有序运行，UART无线通信模块负责将上位机发送的命令接收并传送给单片机，调试电路有助于单片机软件的升级与维护，复位电路实现单片机的硬复位，LED电路直观显示控制系统所处状态，如电源状态、单片机运行情况以及通信状态等，舵机驱动连接执行器，实现机器人动作的协调运行；通过在体操机器人机械结构上设置本实用新型，从而实现对体操机器人的动作进行控制、调试等。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体地说，涉及一种应用于教学、娱乐的一种体操机器人控制系统。

背景技术

竞技体操机器人是一个高技术的研究平台，通过机械结构设计、控制电路设计、软件设计，实现整个机器人的运动，并完成规定的舞蹈动作。娱乐型竞技体操机器人机械结构设计中借鉴了人类的身体构造，与工业机器人相比，具有更强的娱乐性和灵活性。竞技体操机器人体积小、质量轻，通过简单的机械加工就可完成机械结构的制作，整个机械结构通过舵机连接，具有结构简单，材料、加工成本低，产品附加值高的特点。

通过研究和改进机器人的机械结构，控制电路、控制算法，能够推动仿人型机器人的研究水平。当前，竞技体操机器人在娱乐和青少年科普等领域有着越来越高的应用价值。未来，在家庭应用、寓教于乐等领域，体操机器人的研究成果将具备广泛的应用前景，借助语音识别、图像识别、模式识别等技术，将使得机器人更加智能，能够在更多的领域代替人类。

在控制方面，采用了嵌入式控制系统，可以方便地根据需要对机器人进行编程，从而实现不同的动作。控制器将控制信号输出给舵机，通过舵机实现了各个关节的旋转运动，通过不同舵机间的配合实现整个机器人的协调运动。以往对舵机的控制采用PWM(脉冲宽度调制)，但本实用新型所服务的机器人采用总线舵机，因而需要一种全新的体操机器人控制系统，对总线舵机进行驱动，本实用新型便是一种适用于驱动总线舵机的控制系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种体操机器人控制系统。其采用的技术方案如下：一种体操机器人控制系统由UART(通用异步收发传输器)无线通信模块、单片机、电源电路、舵机驱动、舵机接口、LED电路、复位电路以及调试电路组成；UART无线通信模块的串口输入与单片机串口输出相连，UART无线通信模块的串口输出与单片机串口输入相连，实现电脑与单片机进行通信；电源电路的输出与单片机的电源输入及舵机驱动电路的电源输入相连；调试电路与单片机调试接口相连，实现单片机中程序的调试及更新；舵机接口中单总线串口与单片机单总线串口相连，负责将单片机中的控制信号传送给总线舵机；复位电路输出与单片机复位引脚相连，实现单片机的硬复位；LED电路与单片机的普通IO输出接口相连，用以显示控制系统所处状态，如单片机运行情况以及通信状态等；舵机驱动的输出与舵机接口的电源输入相连，舵机驱动采用MOS管驱动舵机；电源电路的电压源采用两节型号为18650的锂电池串联，之后通过7805三端稳压集成电路为单片机电路供电；UART无线通信模块采用ZigBee协议；单片机采用NXP(恩智浦)的KE15Z系列的单片机作为主控芯片；LED电路中的每一颗LED灯珠上串联1k电阻。

通过在体操机器人上安装本实用新型，可以良好的驱动TS-315型的总线舵机，实现机器人关节的转动，进而使机器人的完成各种动作。

本实用新型具有如下优点：