[实用新型]一种居室轮式机器人系统

说明书

一种居室轮式机器人系统，由机械结构和电控系统组成:机械结构包括移动平台、机身和机械臂；移动平台是轮式移动机构,机身是立式中空前表面上方有穿臂孔的壳体,机械臂是包含多个具有旋转和摆动功能的关节和固定臂的组合；机身立放于移动平台上,机械臂穿过机身前表面的穿臂孔固定于后表面的内侧；电控系统包括主控电路板、电机、关节电路板、单轴舵机、双轴舵机和电源；主控电路板安放于移动平台内；电机安装在移动平台下方；关节电路板安放在机械臂关节附近里面；单轴舵机和双轴舵机都安装在机械臂关节内,单轴舵机驱动轴驱动关节的旋转，双轴舵机驱动关节的摆动。

技术领域

本发明属于机器人技术与应用,涉及一种居室用的轮式机器人系统。

背景技术

市面上存在的主要类型的机器人有娱乐机器人、服务机器人和工业机器人,它们主要用于在娱乐、服务、医疗、工业和农业等方面,为人类社会的生活带来了极大的便利,不仅仅节省了人力，更重要的是节约了时间。

纵观全球的机器人市场,由于全球各地,尤其是发达国家中的出生人口不断减少,发展中国家的科技进步突飞猛进,导致劳动力成本加大以及对加工产品的品质需求不断的提升,机器人市场规模显著增加。在众多领域,机器人需要处理的情况会很复杂,而机械手臂的自由度影响着机器人的动作范围等操作,所以为了使机器人的工作精度更高,多自由度的机械手臂应运而生,带多自由度机械手臂的机器人更是发展的大趋势。多自由度机械手臂的结构主要包括肩关节、肘关节以及腕关节。为了实现抓取功能,可以在腕关节处安装一个负责抓取的机械手。在对机械臂的驱动过程中,主要使电机转动从而控制相关关节的转动，以此通过将机械手移动到物体附近进行抓取。仅仅手臂检拾物体功能过于单调，所以出现了许多功能复杂的机械手臂,例如:带移动底盘的抓取机器人和多自由度手臂的迎宾机器人等。但在其中最重要的部分还是对于机械手臂的控制研究和创新。

将多种技术集成于一体的机器人在很大的程度上实现了“一机多用”,不仅节约了材料成本，更是为科技的发展增添了新思路。因为它既可用于服务,亦可用于娱乐,所以在当今社会可以得到广泛的认可。本发明将结合各种技术,提出一种具有机械臂的轮式机器人,具有功能强和结构合理的特点。

发明内容

所发明的一种居室轮式机器人系统,由机械结构和电控系统组成；机械结构包括移动平台、机身和机械臂；移动平台是轮式移动机构,机身是立式中空前表面上方有穿臂孔的壳体，机械臂是包含多个具有旋转和摆动功能的关节和固定臂的组合:机身立放于移动平台上,机械臂穿过机身前表面的穿臂孔固定于后表面的内侧；电控系统包括主控电路板、电机、关节电路板、单轴舵机、双轴舵机和电源；主控电路板安放于移动平台内；电机安装在移动平台下方,电机轴与移动平台轮相连,电机电源线与电池相连,电机控制线与主控电路板相连；关节电路板安放在机械臂关节附近里面,专门用于就近关节的控制,与主控电路板通过CAN总线相连；单轴舵机和双轴舵机都安装在机械臂关节内,舵机轴与关节相连,单轴舵机驱动轴驱动关节的旋转,双轴舵机驱动关节的摆动；舵机的电源线与电源相连,舵机的控制线与关节电路板相连；电源给整个电路系统供电；该居室轮式机器人系统的工作原理是,主控电路板发出控制信号,控制电机,给关节电路板发控制信号,关节电路板控制舵机,电机驱动移动平台运动,舵机驱动机械臂运动。

所发明的一种居室轮式机器人系统,移动平台的前侧面为向移动平台倾斜的面,以便于机械臂将前方地面物体拿回到移动平台上。

所发明的一种居室轮式机器人系统,机械臂由肩、肘和腕关节组成,每个关节都有旋转和摆动运动。

所发明的一种居室轮式机器人系统,主控电路板采用带CAN总线接口的单片机开发板,电动机采用无刷直流电动机,关节电路板也采用带CAN总线接口的单片机开发板,摆动舵机采用双输出轴舵机,旋转舵机采用单输出轴舵机,电源系统采用带稳压的锂电池系统；主控电动机通过I/O口与无刷直流电动机的PWM、CW和FG线相连,主控电路板通过CAN总线与关节电路板相连,关节电路板通过I/O口与舵机的PWM线相连,主控电路板、关节电路板和舵机的供电线与锂电池系统的5V电源输出相连,无刷直流电动机的供电线与锂电池系统的12V电源相连。