基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及機器人控制技術領域，尤其涉及一種基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)包括機器人本體和移動終端，機器人本體包括嵌入式控制器、第一無線通訊模塊、電機控制模塊、攝像頭、電機驅動電路、電機、陀螺儀和加速度傳感器，本實用新型使用現(xiàn)有的移動終端代替了復雜的專用控制平臺，不僅操作簡單方便，而且大大的降低了成本；結構簡單，緊湊，適應微型化的要求；本實用新型通過綜合考慮通訊成本和通訊質量，有效的擴大了機器人和移動終端的有效距離，有效的促進了機器人的使用和推廣。
【專利說明】
基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及機器人控制技術領域，尤其涉及一種基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前的特種機器人控制器主要采用專用的控制平臺，開發(fā)成本高，同時用戶的采購成本也很高，并且同時只有一個操作員可以監(jiān)控機器人，使用不方便。
[0003]傳統(tǒng)遙控機器人通訊距離短，易被障礙物阻斷，同時容易發(fā)生同頻干擾等缺陷，不能及時將機器人采集到的視頻和機器人本身的運動情況實時的進行反饋，大大的限制了機器人的使用和推廣。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種成本低、可以控制機器人運動，并且可以隨時隨地監(jiān)控機器人運行狀況的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，包括機器人本體和移動終端，機器人本體包括嵌入式控制器、第一無線通訊模塊、電機控制模塊、攝像頭、電機驅動電路、電機、陀螺儀和加速度傳感器，嵌入式控制器分別與第一無線通訊模塊、電機控制模塊、攝像頭、陀螺儀和加速度傳感器相連接，電機驅動電路與電機控制模塊相連接，電機與電機驅動電路相連接，移動終端包括觸摸屏和第二無線通訊模塊，移動終端將控制指令通過第一無線通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，嵌入式控制器將控制指令分發(fā)給電機控制模塊，電機控制模塊控制電機驅動電路驅動電機執(zhí)行相應的動作，電機控制模塊周期性的將電機的執(zhí)行結果反饋給嵌入式控制器，嵌入式控制器將執(zhí)行結果通過第一無線通訊模塊傳輸給第二無線通訊模塊，第二無線通訊模塊將執(zhí)行結果顯示在觸摸屏上，攝像頭將機器人采集的視頻傳輸給嵌入式控制器，移動終端通過第二無線通訊模塊與第一無線通訊模塊的通訊來訪問嵌入式控制器并將機器人采集的視頻在觸摸屏上進行顯示，陀螺儀將機器人運動過程中的角速度傳輸給嵌入式控制器，加速度傳感器將機器人運動過程中的加速度傳輸給嵌入式控制器，嵌入式控制器對機器人運動過程中的角速度和加速度進行分析處理得到機器人的運動姿態(tài)，嵌入式控制器通過第一無線通訊模塊與第二無線通訊模塊的通訊將機器人的運動姿態(tài)顯示在觸摸屏上。
[0006]作為本實用新型的優(yōu)化方案，電機控制模塊周期性的檢測電機的運行狀態(tài)，并將電機的運行狀態(tài)傳輸給嵌入式控制器，嵌入式控制器通過第一無線通訊模塊與第二無線通訊模塊的通訊將電機的運行狀態(tài)顯示在觸摸屏上。
[0007]作為本實用新型的優(yōu)化方案，電機控制模塊還連接有照明設備。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)化方案，移動終端上還安裝有機器人控制模塊，機器人控制模塊包括虛擬搖桿、虛擬開關、電機調速模塊、照明開關和照明亮度調節(jié)模塊，虛擬開關用于使能虛擬搖桿，虛擬搖桿用于發(fā)送操控機器人前進后退轉彎的操作命令，機器人前進后退轉彎的操作命令由第二無線通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，嵌入式控制器將機器人前進后退轉彎的操作命令發(fā)送給電機控制模塊，電機控制模塊控制電機驅動電路驅動電機執(zhí)行相應的動作；電機調速模塊用于進行電機的調速，照明開關用于照明設備的開關，照明亮度調節(jié)模塊用于照明設備的亮度的調節(jié)。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)化方案，移動終端上還安裝有第三無線通訊模塊或第一有線通訊模塊。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)化方案，基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)還包括用于發(fā)送操控機器人命令的搖桿控制設備或者按鈕控制設備，搖桿控制設備或者按鈕控制設備通過第四無線通訊模塊與第三無線通訊模塊的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)化方案，搖桿控制設備或者按鈕控制設備通過第二有線通訊模塊與第一有線通訊模塊的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端。
[0012]本實用新型具有積極的效果:I)本實用新型使用現(xiàn)有的移動終端代替了復雜的專用控制平臺，不僅操作簡單方便，而且大大的降低了成本；
[0013]2)本實用新型的控制系統(tǒng)結構簡單，緊湊，適應微型化的要求；
[0014]3)本實用新型在滿足通訊質量的前提下，對局域網(wǎng)和運營商網(wǎng)絡進行切換使用，通過綜合考慮通訊成本和通訊質量，有效的擴大了機器人和移動終端的有效距離；
[0015]4)本實用新型不僅能控制機器人運動，同時可以將機器人采集的視頻、機器人的狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)實時反饋到移動終端上，有效的促進了機器人的使用和推廣。
【附圖說明】
[0016]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中:
[0017]圖1是本實用新型的結構框圖；
[0018]圖2是機器人控制模塊的內部結構圖；
[0019]圖3是采用基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)進行控制方法的流程圖。
[0020]其中，1、機器人本體，2、移動終端，11、嵌入式控制器，12、第一無線通訊模塊，13、電機控制模塊，14、攝像頭，15、電機驅動電路，16、電機，17、陀螺儀，18、加速度傳感器，19、照明設備，21、觸摸屏，22、第二無線通訊模塊，23、機器人控制模塊，24、第三無線通訊模塊，25、第一有線通訊模塊，231、虛擬搖桿，232、虛擬開關，233、電機調速模塊，234、照明開關，235、照明亮度調節(jié)模塊。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本實用新型公開了基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，包括機器人本體I和移動終端2，機器人本體I包括嵌入式控制器11、第一無線通訊模塊12、電機控制模塊13、攝像頭14、電機驅動電路15、電機16、陀螺儀17和加速度傳感器18，嵌入式控制器11分別與第一無線通訊模塊12、電機控制模塊13、攝像頭14、陀螺儀17和加速度傳感器18相連接，電機驅動電路15與電機控制模塊13相連接，電機16與電機驅動電路15相連接，移動終端2包括觸摸屏21和第二無線通訊模塊22，移動終端2將控制指令通過第一無線通訊模塊12發(fā)送給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將控制指令分發(fā)給電機控制模塊13，電機控制模塊13控制電機驅動電路15驅動電機16執(zhí)行相應的動作，電機控制模塊13周期性的將電機16的執(zhí)行結果反饋給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將執(zhí)行結果通過第一無線通訊模塊12傳輸給第二無線通訊模塊22，第二無線通訊模塊22將執(zhí)行結果顯示在觸摸屏21上，攝像頭14將機器人采集的視頻傳輸給嵌入式控制器11，移動終端2通過第二無線通訊模塊22與第一無線通訊模塊12的通訊來訪問嵌入式控制器11并將機器人采集的視頻在觸摸屏21上進行顯示，陀螺儀17將機器人運動過程中的角速度傳輸給嵌入式控制器11，加速度傳感器18將機器人運動過程中的加速度傳輸給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11對機器人運動過程中的角速度和加速度進行分析處理得到機器人的運動姿態(tài)，嵌入式控制器11通過第一無線通訊模塊12與第二無線通訊模塊22的通訊將機器人的運動姿態(tài)顯示在觸摸屏21上。其中，移動終端2可以是平板電腦、筆記本或者手機，可以在嵌入式控制器11上搭建視頻服務器，便于移動終端2查看機器人采集的視頻，另外，陀螺儀17和加速度傳感器18可以進行集成。
[0022]電機控制模塊13周期性的檢測電機16的運行狀態(tài)，并將電機16的運行狀態(tài)傳輸給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11通過第一無線通訊模塊12與第二無線通訊模塊22的通訊將電機16的運行狀態(tài)顯示在觸摸屏21上。通過I周期性的檢測電機16的運行狀態(tài)，便于用戶及早的發(fā)現(xiàn)問題，進行相應的調整，以免造成通信資源的浪費。
[0023]電機控制模塊13還連接有照明設備19，為了便于機器人在照明不良條件下進行更好的拍攝，設置了照明設備19，其中，照明設備19可以是LED燈，耗能小，亮度高。
[0024]如圖2所示，移動終端2上還安裝有機器人控制模塊23，機器人控制模塊23包括虛擬搖桿231、虛擬開關232、電機調速模塊233、照明開關234和照明亮度調節(jié)模塊235，虛擬開關232用于使能虛擬搖桿231，虛擬搖桿231用于發(fā)送操控機器人前進后退轉彎的操作命令，機器人前進后退轉彎的操作命令由第二無線通訊模塊22發(fā)送給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將機器人前進后退轉彎的操作命令發(fā)送給電機控制模塊13，電機控制模塊13控制電機驅動電路15驅動電機16執(zhí)行相應的動作；電機調速模塊233用于進行電機16的調速，照明開關234用于照明設備19的開關，照明亮度調節(jié)模塊235用于照明設備19的亮度的調節(jié)。其中，觸摸屏21還用于顯示電機16的轉速和電流，通過電機調速模塊233進行電機16速度的調節(jié)，通過觸摸屏21可以顯示調節(jié)后的電機16的轉速和當前電機16的電流，觸摸屏21可以顯示機器人本體I的電池電量。虛擬搖桿231、虛擬開關232、電機調速模塊233、照明開關234和照明亮度調節(jié)模塊235是移動終端2的外設，通過相應的裝置或電路來實現(xiàn)，與移動終端2的內置的處理器相連接。
[0025]移動終端2上還安裝有第三無線通訊模塊24或第一有線通訊模塊25。
[0026]基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)還包括用于發(fā)送操控機器人命令的搖桿控制設備或者按鈕控制設備，搖桿控制設備或者按鈕控制設備通過第四無線通訊模塊與第三無線通訊模塊24的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端2。搖桿控制設備或者按鈕控制設備也可以通過第二有線通訊模塊與第一有線通訊模塊25的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端2。用戶通過操作搖桿控制設備或者按鈕控制設備發(fā)送操控機器人的操作命令，移動終端2上的第三無線通訊模塊24或者第一有線通訊模塊25接收后傳輸給嵌入式控制器11，進行后續(xù)的機器人控制。
[0027]在滿足通訊帶寬的前提下，第一無線通訊模塊12、第二無線通訊模塊22、第三無線通訊模塊24和第四無線通訊模塊可以使用搭建局域網(wǎng)或者使用運營商的網(wǎng)絡，根據(jù)信號的質量和距離進行有效的切換，有效的擴大了機器人和移動終端2的有效距離。
[0028]如圖3是采用基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)進行控制方法的流程圖，包括如下步驟:
[0029]I)移動終端2連接需要控制的機器人；
[0030]2)移動終端2將控制指令通過第二無線通訊模塊22發(fā)送給嵌入式控制器11，同時移動終端2啟動計時器；
[0031 ] 3)嵌入式控制器11將控制指令發(fā)送給電機控制模塊13，電機控制模塊13控制電機驅動電路15驅動電機16執(zhí)行相應的動作；
[0032]4)若步驟2)中的計時器未超時，移動終端2將控制指令通過第一無線通訊模塊12發(fā)送給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將控制指令分發(fā)給電機控制模塊13，電機控制模塊13控制電機驅動電路15驅動電機16執(zhí)行相應的動作，電機控制模塊13周期性的將電機16的執(zhí)行結果反饋給嵌入式控制器U，嵌入式控制器11將執(zhí)行結果通過第一無線通訊模塊12傳輸給第二無線通訊模塊22，第二無線通訊模塊22將執(zhí)行結果顯示在觸摸屏21上；
[0033]5)若步驟2)中的計時器超時，移動終端2重新發(fā)送控制指令。
[0034]其中，控制指令包括控制機器人前進的指令、機器人后退的指令、機器人轉彎的指令和控制電機16運行速度的指令。
[0035]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，包括機器人本體(I)和移動終端(2)，其特征在于:所述的機器人本體(I)包括嵌入式控制器(U)、第一無線通訊模塊(12)、電機控制模塊(13)、攝像頭(14)、電機驅動電路(15)、電機(16)、陀螺儀(17)和加速度傳感器(18)，所述的嵌入式控制器(11)分別與第一無線通訊模塊(12)、電機控制模塊(13)、攝像頭(14)、陀螺儀(17)和加速度傳感器(I8)相連接，所述的電機驅動電路(15)與電機控制模塊(13)相連接，所述的電機(16)與電機驅動電路(15)相連接，所述的移動終端(2)包括觸摸屏(21)和第二無線通訊模塊(22)，所述的移動終端(2)將控制指令通過第一無線通訊模塊(12)發(fā)送給嵌入式控制器(I I)，嵌入式控制器(11)將控制指令分發(fā)給電機控制模塊(13)，電機控制模塊(13)控制電機驅動電路(15)驅動電機(16)執(zhí)行相應的動作，電機控制模塊(13)周期性的將電機(16)的執(zhí)行結果反饋給嵌入式控制器(11)，嵌入式控制器(11)將執(zhí)行結果通過第一無線通訊模塊(12)傳輸給第二無線通訊模塊(22)，第二無線通訊模塊(22)將執(zhí)行結果顯示在觸摸屏(21)上，所述的攝像頭(14)將機器人采集的視頻傳輸給嵌入式控制器(11)，所述的移動終端(2)通過第二無線通訊模塊(22)與第一無線通訊模塊(12)的通訊來訪問嵌入式控制器(11)并將機器人采集的視頻在觸摸屏(21)上進行顯示，所述的陀螺儀(17)將機器人運動過程中的角速度傳輸給嵌入式控制器(11)，所述的加速度傳感器(18)將機器人運動過程中的加速度傳輸給嵌入式控制器(11)，嵌入式控制器(11)對機器人運動過程中的角速度和加速度進行分析處理得到機器人的運動姿態(tài)，嵌入式控制器(11)通過第一無線通訊模塊(12)與第二無線通訊模塊(22)的通訊將機器人的運動姿態(tài)顯示在觸摸屏(21)上。2.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機控制模塊(13)周期性的檢測電機(16)的運行狀態(tài)，并將電機(16)的運行狀態(tài)傳輸給嵌入式控制器(11)，嵌入式控制器(11)通過第一無線通訊模塊(12)與第二無線通訊模塊(22)的通訊將電機(16)的運行狀態(tài)顯示在觸摸屏(21)上。3.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機控制模塊(13)還連接有照明設備(19)。4.根據(jù)權利要求3所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的移動終端(2)上還安裝有機器人控制模塊(23)，所述的機器人控制模塊(23)包括虛擬搖桿(231)、虛擬開關(232)、電機調速模塊(233)、照明開關(234)和照明亮度調節(jié)模塊(235)，所述的虛擬開關(232)用于使能虛擬搖桿(231)，所述的虛擬搖桿(231)用于發(fā)送操控機器人前進后退轉彎的操作命令，機器人前進后退轉彎的操作命令由第二無線通訊模塊(22)發(fā)送給嵌入式控制器(I I )，嵌入式控制器(I I)將機器人前進后退轉彎的操作命令發(fā)送給電機控制模塊(13)，電機控制模塊(13)控制電機驅動電路(I5)驅動電機(I6)執(zhí)行相應的動作;所述的電機調速模塊(233)用于進行電機(16)的調速，所述的照明開關(234)用于照明設備(19)的開關，所述的照明亮度調節(jié)模塊(235)用于照明設備(19)的亮度的調節(jié)。5.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的移動終端(2)上還安裝有第三無線通訊模塊(24)或第一有線通訊模塊(25)。6.根據(jù)權利要求5所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)還包括用于發(fā)送操控機器人命令的搖桿控制設備或者按鈕控制設備，所述的搖桿控制設備或者按鈕控制設備通過第四無線通訊模塊與第三無線通訊模塊(24)的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端(2)。7.根據(jù)權利要求6所述的基于智能移動終端的機器人控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的搖桿控制設備或者按鈕控制設備通過第二有線通訊模塊與第一有線通訊模塊(25)的通訊將操控機器人的命令發(fā)送給移動終端(2)。
【文檔編號】G05D1/02GK205485621SQ201620110169
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月3日
【發(fā)明人】陳思, 趙忠輝, 徐洪彬
【申請人】南京聚特機器人技術有限公司