基于單片機的球形蜘蛛機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于：球形蜘蛛機器人包括上半球部分和下半球部分，上半球部分內(nèi)設置有主控芯片模塊、下半球部分包括與舵機相連的中心旋轉機、與中心旋轉機構相連的六條支撐腿，中心旋轉機構正轉或反轉帶動六條支撐腿伸出或收起。本發(fā)明的機器人由上半球部分和下半球部分兩部分組成，兩者組合在一起為一個完整球形，從而可滾動快速前進，且機器人由兩部分組成相互之間可以獨立控制自身的自由度，而下半球部分通過舵機帶動中心旋轉機構轉動一定就角度，從而帶動與中心旋轉機構相連的支撐腿伸出為機器人行走提供基礎，一旦采用滾動前進模式只需要中心旋轉機構反轉帶動支撐腿回縮即可。
【專利說明】
基于單片機的球形蜘蛛機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于單片機的球形蜘蛛機器人，尤其涉及一種機器人的上下兩部分既可獨立活動又可平移或旋轉的基于單片機的球形蜘蛛機器人。
【背景技術】
[0002]我國對步行機器人進行研究的起步較晚，是在上世紀80年代初才真正開始。1980年，中國科學院的長春光學精密機械研究所研制出了一臺多足步行機器人，通過運用平行四邊形和凸輪機構。主要從事海底勘測活動，并做了爬坡、越障以及穿越泥沼的試驗。單連桿式機器人該結構以單個自由度實現(xiàn)基本的行動功能，主要出現(xiàn)在作為玩具的機器人上。該結構的優(yōu)點為制作較為簡單方便，同時由于操作的舵機較少，控制起來也比較容易，而且造價成本低。但是，由于過于少的自由度，使其無法完成各種動作，能使用的步態(tài)也較少，行動方式單一，無法應付復雜的地面情況，故實用性較差，使用范圍也較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于單片機的球形蜘蛛機器人，具有上下兩部分既可獨立活動又可平移或旋轉的特點。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為:基于單片機的球形蜘蛛機器人，其創(chuàng)新點在于:所述球形蜘蛛機器人包括上半球部分和下半球部分，所述上半球部分與所述下半球部分組合為一個完整球形，所述上半球部分內(nèi)設置有主控芯片模塊、與所述主控芯片模塊相連的舵機控制板，舵機控制板的信號端與設置在所述上半球部分內(nèi)的舵機的啟動端相連，所述下半球部分包括與所述舵機相連的中心旋轉機、與所述中心旋轉機構相連的六條支撐腿，所述中心旋轉機構正轉或反轉帶動所述六條支撐腿伸出或收起。
[0005]優(yōu)選的，所述中心旋轉機構包括中心圓盤框架、設置在中心圓盤框架內(nèi)且與舵機傳動軸相連的傳動機構、與所述傳動機構分別相連的六個曲桿，該曲桿遠離傳動機構的一端與相應所述支撐腿連接。
[0006]優(yōu)選的，所述傳動機構包括與舵機傳動軸相連的主動齒輪、環(huán)繞所述主動齒輪一周均勾分布且與所述主動齒輪嗤合的六個從動齒輪，六個從動齒輪的齒面分別與相應所述曲桿連接，六個所述從動齒輪的齒輪軸穿過所述中心圓盤框架上設置的安裝孔。
[0007]優(yōu)選的，六個所述曲桿的運動軌跡為所述傳動機構所在圓的漸開線方向。
[0008]優(yōu)選的，所述主控芯片模塊與用于檢測障礙物的紅外感應模塊相連，所述紅外感應模塊為E18-D80NK紅外傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述主控芯片模塊與第一穩(wěn)壓模塊相連，所述第一穩(wěn)壓模塊分別與第一電源模塊和第二穩(wěn)壓模塊相連，所述第二穩(wěn)壓模塊與所述舵機控制板相連，所述舵機與第二電源模塊相連。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的機器人由上半球部分和下半球部分兩部分組成，兩者組合在一起為一個完整球形，從而可滾動快速前進，且機器人由兩部分組成相互之間可以獨立控制自身的自由度，而下半球部分通過舵機帶動中心旋轉機構轉動一定就角度，從而帶動與中心旋轉機構相連的支撐腿伸出為機器人行走提供基礎，一旦采用滾動前進模式只需要中心旋轉機構反轉帶動支撐腿回縮即可。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0012]圖1是本發(fā)明基于單片機的球形蜘蛛機器人的結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明基于單片機的球形蜘蛛機器人中中心旋轉機構省去中心圓盤框架后的結構示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明基于單片機的球形蜘蛛機器人中中心圓盤框架的結構示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明基于單片機的球形蜘蛛機器人的結構模塊框圖。
[0016]圖中:丨-上半球部分、2_下半球部分、3_主控芯片模塊、4-舵機控制板、5-舵機、6-中心旋轉機、61-中心圓盤框架、611-安裝孔、62-曲桿、63-主動齒輪、64-從動齒輪、7-紅外感應模塊、8-第一穩(wěn)壓模塊、9-第二穩(wěn)壓模塊、10-第二電源模塊、11-第一電源模塊。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的基于單片機的球形蜘蛛機器人包括上半球部分I和下半球部分2，上半球部分I與下半球部分2組合為一個完整球形，上半球部分I內(nèi)設置有主控芯片模塊3、與主控芯片模塊3相連的舵機5控制板4，舵機5控制板4的信號端與設置在上半球部分I內(nèi)的舵機5的啟動端相連，下半球部分2包括與舵機5相連的中心旋轉機6、與中心旋轉機6構相連的六條支撐腿，支撐腿圖上未示出，中心旋轉機6構正轉或反轉帶動六條支撐腿伸出或收起。本發(fā)明的機器人由上半球部分I和下半球部分2兩部分組成，兩者組合在一起為一個完整球形，從而可滾動快速前進，且機器人由兩部分組成相互之間可以獨立控制自身的自由度，而下半球部分2通過舵機5帶動中心旋轉機6構轉動一定就角度，從而帶動與中心旋轉機6構相連的支撐腿伸出為機器人行走提供基礎，一旦采用滾動前進模式只需要中心旋轉機6構反轉帶動支撐腿回縮即可。
[0018]上述的中心旋轉機6構包括中心圓盤框架61、設置在中心圓盤框架61內(nèi)且與舵機5傳動軸相連的傳動機構、與傳動機構分別相連的六個曲桿6 2，該曲桿6 2遠離傳動機構的一端與相應支撐腿連接。傳動機構包括與舵機5傳動軸相連的主動齒輪63、環(huán)繞主動齒輪63—周均勾分布且與主動齒輪63嗤合的六個從動齒輪64，六個從動齒輪64的齒面分別與相應曲桿62連接，六個從動齒輪64的齒輪軸穿過中心圓盤框架61上設置的安裝孔611，六個曲桿62的運動軌跡為傳動機構所在圓的漸開線方向。
[0019]上述的主控芯片模塊3與用于檢測障礙物的紅外感應模塊7相連，紅外感應模塊7為E18-D80NK紅外傳感器。紅外傳感器使用光電元件進行檢測，先發(fā)出光信號，然后通過光電元件將反射回來的光信號轉化為電信號，再進行檢測或解碼，一般分為三部分，發(fā)射器，接收器和檢測電路。本發(fā)明使用紅外傳感器進行前方障礙物探測，從而規(guī)避障礙物，防止因碰撞對機器人造成的損害。
[0020]上述的主控芯片模塊3與第一穩(wěn)壓模塊8相連，第一穩(wěn)壓模塊8分別與第一電源模塊11和第二穩(wěn)壓模塊9相連，第二穩(wěn)壓模塊9與舵機5控制板4相連，舵機5與第二電源模塊10相連。第二電源模塊10選用一塊5200mah電壓為11.1v的鋰電池為舵機5供電，第一電源模塊用一塊1500mah電壓7.4v的鋰電池為控制器供電，第一電源模塊通過第一穩(wěn)壓模塊8和第二穩(wěn)壓模塊9分別變壓為6v與5v。
[0021]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制性技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:所述球形蜘蛛機器人包括上半球部分和下半球部分，所述上半球部分與所述下半球部分組合為一個完整球形，所述上半球部分內(nèi)設置有主控芯片模塊、與所述主控芯片模塊相連的舵機控制板，舵機控制板的信號端與設置在所述上半球部分內(nèi)的舵機的啟動端相連，所述下半球部分包括與所述舵機相連的中心旋轉機、與所述中心旋轉機構相連的六條支撐腿，所述中心旋轉機構正轉或反轉帶動所述六條支撐腿伸出或收起。2.如權利要求1所述的基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:所述中心旋轉機構包括中心圓盤框架、設置在中心圓盤框架內(nèi)且與舵機傳動軸相連的傳動機構、與所述傳動機構分別相連的六個曲桿，該曲桿遠離傳動機構的一端與相應所述支撐腿連接。3.如權利要求2所述的基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:所述傳動機構包括與舵機傳動軸相連的主動齒輪、環(huán)繞所述主動齒輪一周均勾分布且與所述主動齒輪嗤合的六個從動齒輪，六個從動齒輪的齒面分別與相應所述曲桿連接，六個所述從動齒輪的齒輪軸穿過所述中心圓盤框架上設置的安裝孔。4.如權利要求2所述的基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:六個所述曲桿的運動軌跡為所述傳動機構所在圓的漸開線方向。5.如權利要求1所述的基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:所述主控芯片模塊與用于檢測障礙物的紅外感應模塊相連，所述紅外感應模塊為E18-D80NK紅外傳感器。6.如權利要求1所述的基于單片機的球形蜘蛛機器人，其特征在于:所述主控芯片模塊與第一穩(wěn)壓模塊相連，所述第一穩(wěn)壓模塊分別與第一電源模塊和第二穩(wěn)壓模塊相連，所述第二穩(wěn)壓模塊與所述舵機控制板相連，所述舵機與第二電源模塊相連。
【文檔編號】B62D57/02GK105905179SQ201610396943
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】關健生
【申請人】廈門市星云睿自動化科技有限公司