自主服務(wù)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自主服務(wù)機(jī)器人，包括輪式機(jī)器人本體、機(jī)械手、嵌入式視覺模塊、WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制板；機(jī)械手安裝在輪式機(jī)器人本體上；嵌入式視覺模塊安裝在所述機(jī)械手的頂部，并與機(jī)器人控制板連接，嵌入式視覺模塊是用于對外部環(huán)境圖像信息進(jìn)行處理；WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)包括WIFI模塊和PC機(jī)，WIFI模塊安裝在所述輪式機(jī)器人本體內(nèi)，PC機(jī)通過WIFI模塊遠(yuǎn)程向服務(wù)機(jī)器人發(fā)送控制指令；機(jī)器人控制板安裝在輪式機(jī)器人本體上，機(jī)器人控制板根據(jù)WIFI模塊傳遞過來的控制指令控制輪式機(jī)器人本體、機(jī)械手和嵌入式視覺模塊。本實(shí)用新型采用嵌入式視覺模塊保證了機(jī)器人的服務(wù)多樣性和穩(wěn)定性。
【專利說明】自主服務(wù)機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)器人交互及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自主服務(wù)機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002] 服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能完成有意于人類健康的服 務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。
[0003] 目前，服務(wù)機(jī)器人都是基于半自動模式下來開展任務(wù)，這就必須通過人工來操作 和控制；這也就成為了服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的短板。
[0004] 而且，現(xiàn)在自主服務(wù)機(jī)器人一直都是使用PC機(jī)來參與復(fù)雜的圖像處理，再通過無 線來控制機(jī)器人的動作，這樣，消耗了大量的傳輸時間和受到了距離的限制；并且高分辨率 的物體識別技術(shù)也是進(jìn)一步困擾機(jī)器人智能化的發(fā)展。
[0005] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種自主服務(wù)機(jī)器人，其將所有的圖像處理 過程全部在機(jī)器人的本體上完成，從而直接控制機(jī)械手和機(jī)器人本體來協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)自 主跟蹤對象,鎖定對象,分析對象形狀，自主完成任務(wù)等功能。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種自主服 務(wù)機(jī)器人。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了 一種自主服務(wù)機(jī)器人，包括輪式機(jī)器人本體 和機(jī)械手，其特征在于，所述服務(wù)機(jī)器人還包括嵌入式視覺模塊、WIFI視覺傳輸及基于PC 機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制板；
[0008] 所述機(jī)械手安裝在所述輪式機(jī)器人本體上；
[0009] 所述嵌入式視覺模塊安裝在所述機(jī)械手的頂部，并與所述機(jī)器人控制板連接，所 述嵌入式視覺模塊是用于對外部環(huán)境圖像信息進(jìn)行處理；
[0010] 所述WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)包括WIFI模塊和PC機(jī)，所述WIFI 模塊安裝在所述輪式機(jī)器人本體內(nèi)，所述PC機(jī)通過所述WIFI模塊遠(yuǎn)程向所述服務(wù)機(jī)器人 發(fā)送控制指令；
[0011] 所述機(jī)器人控制板安裝在所述輪式機(jī)器人本體上，所述機(jī)器人控制板根據(jù)所述 WIFI模塊傳遞過來的所述控制指令控制所述輪式機(jī)器人本體、所述機(jī)械手和所述嵌入式視 覺模塊。
[0012] 進(jìn)一步地，所述輪式機(jī)器人本體包括四個驅(qū)動輪和面板，且所述驅(qū)動輪對稱地安 裝在所述面板的兩側(cè)；所述面板上設(shè)置有多個固定孔。
[0013] 進(jìn)一步地，所述機(jī)械手采用五自由度鋁合金機(jī)械手，包括5個微伺服舵機(jī)。
[0014] 進(jìn)一步地，所述服務(wù)機(jī)器人還包括安裝在所述輪式機(jī)器人本體上的攝像頭和視覺 云臺；所述嵌入式視覺模塊所處理的所述外部環(huán)境圖像信息是由所述攝像頭所采集的。
[0015] 進(jìn)一步地，所述嵌入式視覺模塊采用嵌入Iinux系統(tǒng)的Propeller P8X32A八核32 位芯片。
[0016] 進(jìn)一步地，所述機(jī)器人控制板包括電機(jī)驅(qū)動模塊和舵機(jī)驅(qū)動模塊。
[0017] 進(jìn)一步地，所述WIFI模塊是路由器。
[0018] 進(jìn)一步地，所述路由器安裝有由Iinux構(gòu)建的OpenWrt軟件。
[0019] 進(jìn)一步地，所述PC機(jī)通過自身安裝的WIFIREB0T客戶端軟件向所述服務(wù)機(jī)器人發(fā) 送控制指令。
[0020] 進(jìn)一步地，所述機(jī)器人控制板采用基于arduino2560的嵌入式控制系統(tǒng)。
[0021] 本實(shí)用新型公開了一種小型自主服務(wù)機(jī)器人解決方案，通過集成嵌入式視覺系統(tǒng) 和移動機(jī)械手臂通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸利用計算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力協(xié)調(diào)工作來實(shí)現(xiàn)服務(wù)的多 樣性和智能性，主要涉及領(lǐng)域?yàn)榉?wù)型機(jī)器人，整個系統(tǒng)由嵌入式視覺系統(tǒng)鎖定目標(biāo)，通過 四驅(qū)移動平臺來跟蹤，再通過機(jī)械手臂來執(zhí)行，最后通過WIFI無線設(shè)備及時抓取圖片和完 成任務(wù)的反饋等信息。
[0022] 高分辨率的物體識別技術(shù)一直困擾服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步智能化的發(fā)展難題，以往一 直是使用PC機(jī)的參與復(fù)雜的圖像處理，再通過無線來控制機(jī)器人的動作，這樣一來消耗了 大量的傳輸時間和受到了距離的限制，本機(jī)器人使用32位8核主芯片作為嵌入式控制器嵌 入Iinux操作系統(tǒng)，所有的圖像處理可以在機(jī)器人本體上直接識別出來，從而直接控制機(jī) 械手和機(jī)器人本體來協(xié)調(diào)工作。
[0023] 本實(shí)用新型的一種帶視覺系統(tǒng)的機(jī)器人，采用基于嵌入式視覺模塊的邊沿特征跟 蹤與匹配特征的圓形模型化與中心坐標(biāo)提取算法來達(dá)到動態(tài)抓取的準(zhǔn)確性和連貫性，并且 能夠得到目標(biāo)坐標(biāo)控制機(jī)械手執(zhí)行CA時間的最優(yōu)機(jī)械臂軌跡規(guī)劃算法快速響應(yīng)動作，再 通過wifi傳輸?shù)絇C機(jī)對任務(wù)完成進(jìn)行監(jiān)控和規(guī)劃，保證了機(jī)器人的服務(wù)多樣性和穩(wěn)定性。
[0024] 以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說 明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的一個較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的四輪驅(qū)動機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖4是本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的五自由度機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖5是本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制軟 件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框圖；
[0030] 圖6是本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人的軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù) 方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍不限于下述的實(shí)施例。
[0032] 本實(shí)用新型的自主服務(wù)機(jī)器人如圖1和2所示，包括：輪式機(jī)器人本體、五自由度 機(jī)械手、嵌入式視覺模塊、機(jī)器人控制板和WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)。嵌 入式視覺模塊用于對外部環(huán)境的圖像信息進(jìn)行處理;WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控 制系統(tǒng)是整個服務(wù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，還包括WIFI模塊，其安裝在輪式機(jī)器人本體內(nèi)部， PC機(jī)通過WIFI模塊遠(yuǎn)程控制服務(wù)機(jī)器人的行動。機(jī)器人控制板安裝在輪式機(jī)器人本體上， 其根據(jù)WIFI模塊傳遞過來的控制指令控制輪式機(jī)器人本體、機(jī)械手和嵌入式視覺模塊。 [0033] 輪式機(jī)器人本體：
[0034] 服務(wù)機(jī)器人的機(jī)器本體常見的有輪式機(jī)器人本體和人形機(jī)器人本體兩種。但是人 形機(jī)器人本體由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且面對復(fù)雜的環(huán)境，人形機(jī)器人本體容易受到干擾，并且 處理機(jī)器人的平衡性也需要占用大量的處理器花費(fèi)大量的算法進(jìn)行運(yùn)算，所以并不可取， 取而代之的是輪式機(jī)器人本體。輪式機(jī)器人本體包括四個驅(qū)動輪和面板，驅(qū)動輪對稱地安 裝在面板的兩側(cè)；面板上設(shè)置有多個固定孔，以滿足以后升級的擴(kuò)展，且面板的表面進(jìn)行了 氧化磨砂處理，以起到抗氧化生銹的目的。在本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例中，為了增大機(jī) 器人的運(yùn)載能力和爬坡能力采用四輪驅(qū)動機(jī)器人本體，具體如圖3所示，包括四個車輪和 一個面板；四個車輪對稱地固定在面板的兩側(cè)。
[0035] 四輪驅(qū)動機(jī)器人本體的主要技術(shù)參數(shù)為：
[0036] L 車輪直徑：120mm ;
[0037] 2.車輪寬度：60mm ;
[0038] 3.平臺長度：195mm(車身長度：270mm);
[0039] 4.平臺寬度：142mm(車身寬度：280mm);
[0040] 5.平臺高度：120mm ;
[0041] 6.平臺重量：1280g ;
[0042] 7.底盤距地面距離：26臟；
[0043] 8.電機(jī)額定電壓：12VDC ;
[0044] 9.電機(jī)空載轉(zhuǎn)速：100轉(zhuǎn)/分；
[0045] 10.電機(jī)額定轉(zhuǎn)速：90轉(zhuǎn)/分；
[0046] 11.電機(jī)齒輪箱長度：19mm ;
[0047] 12.電機(jī)額定電流：0· 52A ;
[0048] 13.電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩：0· 263N. m ;
[0049] 14.電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：0· 597N. m。
[0050] 五自由度機(jī)械手：
[0051] 機(jī)械手安裝在輪式機(jī)器人本體的面板的固定孔上。機(jī)械手是目前在機(jī)械人技術(shù) 領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂服務(wù)、軍事以 及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。本實(shí)用新型采用五自由度鋁合金機(jī)械手，具體如圖 4所示，包括5個精確的微伺服舵機(jī)，分別對應(yīng)于臂、肩、肘、前腕和夾持器五個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，每 個關(guān)節(jié)可在規(guī)定的范圍內(nèi)活動，其可安裝到移動平臺用于工作人員可視作業(yè)，實(shí)時修改控 制指令，隨時精確地完成每一項(xiàng)任務(wù)。機(jī)械手的總體架構(gòu)使用鋁合金鈑金材料磨砂氧化處 理機(jī)械件加角度舵機(jī)構(gòu)成，角度舵機(jī)的控制方式為高脈沖控制信號控制。在本實(shí)用新型的 較佳實(shí)施例中采用的是32路舵機(jī)控制器。
[0052] 32路舵機(jī)控制器的主要技術(shù)參數(shù)為：
[0053] 1、輸出通道：32路（脈沖調(diào)制輸出或TTL電平輸出）；
[0054] 2、邏輯供電：6_12VDC或USB供電（具有自恢復(fù)保險絲，方便調(diào)試時使用）；
[0055] 3、驅(qū)動分辨率：0.09° ;
[0056] 4、驅(qū)動速度分辨率：0· 09° /秒；
[0057] 5、通訊接口：USB/TTL 串口接口；
[0058] 6、串口波特率：2400、9600、38· 4Κ、115· 2K ;
[0059] 7、控制方式：即時、定時、定速控制等；
[0060] 8、提供4個模擬/數(shù)字信號輸入端子，可設(shè)為靜止或者鎖存；
[0061] 9、舵機(jī)控制模式：單舵機(jī)控制、群舵機(jī)控制；
[0062] 10、提供ISP程序下載接口，可供二次開發(fā)；
[0063] 11、尺寸：58· 5X76. 2mm。
[0064] 嵌入式視覺模塊：
[0065] 在本實(shí)用新型中，采用parallax公司的Propeller P8X32A八核32位芯片嵌入 Iinux系統(tǒng)，在Iinux系統(tǒng)上運(yùn)行OPENCV圖像處理庫驅(qū)動0V7665攝像頭來實(shí)現(xiàn)；把常用 的算法全部以函數(shù)的方式寫好，外部可以通過串口總線來調(diào)用指令來調(diào)用模塊中的功能模 塊，這樣做可以把視覺處理等復(fù)雜功能可以內(nèi)置在一個集成模塊中。
[0066] 其主要技術(shù)參數(shù)為：
[0067] VGA 分辨率：（640 X 480) RGB565/YUV655color sensor ;
[0068] 圖像處理速率：10幀；
[0069] 原始圖像可存儲到Flash卡上，存儲尺寸為（640:320:160:80) X (480:240:120:6 〇)；
[0070] 支持均值，中值，標(biāo)準(zhǔn)方差，閾值設(shè)定；
[0071] 支持 FAT16/32 格式的 USD/USDHC/USDXC flash 卡；
[0072] 兩路舵機(jī)控制；
[0073] TTL UART 輸出（最高達(dá)到 115200baud、19200bps 為默認(rèn)值）。
[0074] 嵌入式視覺模塊為一個獨(dú)立的模塊，安裝在機(jī)械手的頂部，其通過連接線與機(jī)器 人控制板連接，同時，通過USB接口連接到無線路由器上。機(jī)器人控制板通過調(diào)用相對應(yīng)的 指令來控制本模塊，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和處理速度。
[0075] WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)：
[0076] 本實(shí)用新型的WiFi視覺傳輸是以WiFi無線網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸載體，實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制、 音視頻傳輸和圖像采集等功能的智能系統(tǒng)。
[0077] WiFi是一種無線局域網(wǎng)運(yùn)用技術(shù)，其出現(xiàn)以來，憑借組網(wǎng)方便、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)， 有著廣泛的應(yīng)用前景。而無線接入和高速傳輸是WiFi的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，WiFi技術(shù)與機(jī)器 人技術(shù)的結(jié)合便產(chǎn)生了 WiFi Robot。WiFi Robot是集遠(yuǎn)程無線通訊、音視頻傳輸、數(shù)據(jù)采 集、多向機(jī)械云臺、燈光控制、環(huán)境檢測、超聲波測距、紅外壁障、超聲波領(lǐng)航、動力四驅(qū)、攝 像頭云臺等功能為一體的多功能智能遙感機(jī)器人，以WiFi網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸平臺，以高速 MCU為數(shù)據(jù)處理中心，可通過電腦、智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并可拓展更多 功能。
[0078] 本實(shí)用新型的WIFI視覺傳輸?shù)幕驹頌椋?br> [0079] 操作員在操作終端通過WiFi無線網(wǎng)絡(luò)連接到輪式機(jī)器人本體內(nèi)置的WiFi模塊 上，并向其發(fā)出相關(guān)操作指令，WiFi模塊接收指令并傳遞給機(jī)器人控制板，機(jī)器人控制板通 過控制電路讓機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)的指令；同時，安裝在機(jī)器人上的各種傳感器和攝像頭可以 通過WiFi網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)反向傳遞給操作終端，從而實(shí)現(xiàn)上下行控制及雙向通信，以便操作員 實(shí)時了解機(jī)器人周圍的環(huán)境，并根據(jù)環(huán)境情況發(fā)出指令控制機(jī)器人執(zhí)行特定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn) 交互式操作，圖5為系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)框圖。
[0080] 電路硬件設(shè)計：
[0081] 電路硬件包括車體部分、路由器、攝像頭及云臺和機(jī)器人控制板。
[0082] (1)車體部分：車體部分包括4個12V/120轉(zhuǎn)直流電機(jī)和電池組，電機(jī)兩兩并聯(lián)， 相當(dāng)于驅(qū)動兩個電機(jī)。并且為了方便電池充放電，設(shè)置了充放電電路，只需撥動開關(guān)即可實(shí) 現(xiàn)充放電操作。電池組電源12V，可多個并聯(lián)使用，為機(jī)器人提高持久動力。
[0083] (2)攝像頭及視覺云臺：攝像頭選擇高質(zhì)量高清攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，攝像頭滿足 0°?180°水平，0°?180°上下旋轉(zhuǎn)，可以遠(yuǎn)程打開或關(guān)閉。攝像頭型號為索尼PS2,通 訊接口為USB協(xié)議；云臺由2個MG995數(shù)字舵機(jī)及其他輔助材料構(gòu)成。
[0084] (3)路由器（WiFi模塊）：WiFi模塊采用TP - LINK全新推出的150Mbit. s-1迷你 型3G無線路由器。該路由器具有尺寸小，供電電壓低的特點(diǎn)；其供電電壓只有5V，且支持 OpenWrt。OpenWrt是一個基于Linux的開源路由固件，提供了一個完全可寫的文件系統(tǒng)及 軟件包管理，對支持OpenWrt的路由器刷機(jī)后，其相當(dāng)于一個Linux小系統(tǒng)。路由器選擇 OpenWrt作為操作系統(tǒng)，將USB攝像頭采集的現(xiàn)場圖片發(fā)給遠(yuǎn)端的PC控制終端，并將上位機(jī) 發(fā)出的命令通過串口轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)控制系統(tǒng)。
[0085] (4)機(jī)器人控制板：主要包括電源模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)驅(qū)動模塊、下載串口、 單片機(jī)電路、紅外壁障、車燈控制以及數(shù)據(jù)通信接口等。
[0086] 電機(jī)驅(qū)動模塊包括一個驅(qū)動芯片和一個單片機(jī)。其中驅(qū)動芯片是采用英飛凌公司 的BTS7960直流電刷電機(jī)驅(qū)動芯片，其具有大電流MOSFET半橋結(jié)構(gòu)。該芯片具有較高的集 成度和足夠的輸出能力，并在能耗方面具有優(yōu)勢。在集成化和小型化的電機(jī)控制系統(tǒng)中，適 合作為理想的電機(jī)驅(qū)動芯片。BTS7960與單片機(jī)組成的H電機(jī)驅(qū)動單元。由于所采用驅(qū)動 芯片是半橋，因此需要采用兩片以構(gòu)成全橋?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。單片機(jī)是用于控制驅(qū)動芯 片：單片機(jī)產(chǎn)生2路PWM輸出作為兩片BTS7960的控制信號，同時要求PWM0、PWM1不能同時 為高電平。采用定時器輸出硬件PWM脈沖，使得單片機(jī)CPU只在改變PWM占空比時參與運(yùn) 算，這樣可大幅減輕系統(tǒng)運(yùn)算負(fù)擔(dān)和PWM軟件編程成本。
[0087] 舵機(jī)驅(qū)動模塊采用LM2596開關(guān)型穩(wěn)壓芯片。線性穩(wěn)壓器具有輸出電壓恒定或可 調(diào)、穩(wěn)壓精度高的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其線性調(diào)整工作方式在工作中會造成較大的"熱損失"，導(dǎo) 致其電源利用率不高、工作效率低下，不易達(dá)到便攜式設(shè)備對低功耗的要求。因此為保證較 高的電源利用率，舵機(jī)驅(qū)動模塊采用LM2596開關(guān)型穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)，它可以提供3A以上電 流，驅(qū)動強(qiáng)勁。由于舵機(jī)型號為MG995,其工作電壓為5. OV?7. 0V.因此舵機(jī)驅(qū)動芯片選擇 了可調(diào) LM2596-ADJ 芯片，其輸出電壓 Vout = Vref (I. 0+R2/R1)，其中，Vref = I. 23V 為芯 片內(nèi)部參考電壓。
[0088] 軟件設(shè)計
[0089] 軟件部分是機(jī)器人智能化的體現(xiàn)，它控制WiFiRobot所有的運(yùn)行狀態(tài)。整個軟件 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括：路由器、上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件。路由器操作系統(tǒng)采用 OpenWrt，此部分在路由器刷機(jī)部分完成，主要完成視頻采集、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。上位 機(jī)軟件控制燈光控制、拍照、實(shí)時控制機(jī)器人運(yùn)動等行為。下位機(jī)軟件通過接收來自上位機(jī) 的命令，從而執(zhí)行相應(yīng)操作。而連接上位機(jī)和下位機(jī)之間的紐帶就是通信協(xié)議，軟件部分包 括通信協(xié)議，客戶端控制軟件和下位機(jī)軟件。在此主要介紹通信協(xié)議和上位機(jī)的開發(fā)。
[0090] 通信協(xié)議上位機(jī)采用數(shù)據(jù)包格式傳送指令，也可以采用單字符的形式發(fā)送，由于 單字符通信方式干擾較大，因此采用數(shù)據(jù)包格式傳送指令，包頭用0XFF，包尾用0XFF，無校 驗(yàn)位。上位機(jī)利用無線網(wǎng)卡通過Socket發(fā)送數(shù)據(jù)包到路由器，路由器通過解包機(jī)制把數(shù)據(jù) 包解開，通過串口發(fā)送到單片機(jī)并通過控制模塊執(zhí)行相關(guān)操作。其協(xié)議規(guī)定如表1所示。
[0091] 表1通信協(xié)議規(guī)定
[0092]

【權(quán)利要求】
1. 一種自主服務(wù)機(jī)器人，包括輪式機(jī)器人本體和機(jī)械手，其特征在于，所述服務(wù)機(jī)器人 還包括嵌入式視覺模塊、WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制板； 所述機(jī)械手安裝在所述輪式機(jī)器人本體上； 所述嵌入式視覺模塊安裝在所述機(jī)械手的頂部，并與所述機(jī)器人控制板連接，所述嵌 入式視覺模塊是用于對外部環(huán)境圖像信息進(jìn)行處理； 所述WIFI視覺傳輸及基于PC機(jī)監(jiān)控與控制系統(tǒng)包括WIFI模塊和PC機(jī)，所述WIFI模 塊安裝在所述輪式機(jī)器人本體內(nèi)，所述PC機(jī)通過所述WIFI模塊遠(yuǎn)程向所述服務(wù)機(jī)器人發(fā) 送控制指令； 所述機(jī)器人控制板安裝在所述輪式機(jī)器人本體上，所述機(jī)器人控制板根據(jù)所述WIFI 模塊傳遞過來的所述控制指令控制所述輪式機(jī)器人本體、所述機(jī)械手和所述嵌入式視覺模 塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述輪式機(jī)器人本體包括四個驅(qū)動輪 和面板，且所述驅(qū)動輪對稱地安裝在所述面板的兩側(cè)；所述面板上設(shè)置有多個固定孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述機(jī)械手采用五自由度鋁合金機(jī)械 手，包括5個微伺服舵機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述服務(wù)機(jī)器人還包括安裝在所述輪 式機(jī)器人本體上的攝像頭和視覺云臺；所述嵌入式視覺模塊所處理的所述外部環(huán)境圖像信 息是由所述攝像頭所采集的。
5. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述嵌入式視覺模塊采用嵌入linux系 統(tǒng)的Propeller P8X32A八核32位芯片。
6. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述機(jī)器人控制板包括電機(jī)驅(qū)動模塊 和舵機(jī)驅(qū)動模塊。
7. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述WIFI模塊是路由器。
8. 如權(quán)利要求7所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述路由器安裝有由linux構(gòu)建的 OpenWrt 軟件。
9. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述PC機(jī)通過自身安裝的WIFIREBOT 客戶端軟件向所述服務(wù)機(jī)器人發(fā)送控制指令。
10. 如權(quán)利要求1所述的自主服務(wù)機(jī)器人，其中，所述機(jī)器人控制板采用基于 arduino2560的嵌入式控制系統(tǒng)。
【文檔編號】B25J5/00GK204209679SQ201420453259
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】譚立新, 張衛(wèi)兵, 鄧知輝, 羅堅(jiān), 李剛成, 肖成 申請人:湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院