一种无线控制舵机互动人形机器人的制作方法

本发明涉及机器人控制技术领域，具体为一种无线控制舵机互动人形机器人。

背景技术：

人形机器人的研究起步于1960年代后期，目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出wap-1平面自由度步行机。研究的内容包括行走机构的设计以及相应的控制方法。1973年，加藤等人在wl-5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人warot-1，此时研究者才开始逐步研究人形机器人的自主控制和运动，人形机器人研究也逐步扩展到人工智能方面。在此后很长的一段时间里，人形机器人的研究重点是行走机构的研究，如采取新的驱动方式和步行方式的控制方法，提高人形机器人的行走速度，近期的技术发展使得人形机器人具备奔跑能力(索尼的sdr-3x)。进入1990年代，人形机器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不断出现，从而推动了人形机器人技术的快速发展，此后机器人的行走能力、智能化和功能都越来越强大，最著名的人形机器人就是本田公司的asimo如今，人形机器人向这两个不同的方面发展，一个是外形上与真实人类的细部特征相同的发展；另一个是功能上接近真实人类，具备和人类一样的运动能力和灵活性及对环境的判断能力。

现阶段的机器人控制存在如下不足：

1)现阶段机器人控制大都采用数字舵机，每个舵机需要一个单片机io口输出信号控制，占用有限的io资源，同时连接线路复杂，容易出现故障。

2)现阶段机器人控制采用有线连接控制数字舵机方式，无法控制多个控制系统，同时由于采用线路连接方式，无法避免线路损耗影响信号传递

3)多机器人配合目前采用每个单独mcu控制，通过无线通信模块进行连接，成本偏高，连接不够稳定。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种无线控制舵机互动人形机器人，节约io资源，可以控制多个系统，成本低稳定性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无线控制舵机互动人形机器人，包括主机模块、从机模块和独立电源，所述主机模块包括stm32舵机控制板，所述stm32舵机控制板用于安装在主机器人内部，stm32舵机控制板的io引脚连接有主机单总线连接器，所述主机总线转换器按照总线通信协议工作，输出控制信号至主机舵机组，主机舵机组用于执行主机动作指令，所述stm32舵机控制板的通信接口连接有主蓝牙模块；所述从机模块包括串口转单总线舵机控制板，所述单总线舵机控制板的总线端口通过单总线连接有丛机舵机组，所述从机舵机组用于控制舵机动作，单总线舵机控制板的通信端口连接有从蓝牙模块，所述从蓝牙模块与主蓝牙模块按照蓝牙协议进行数据传输通信；所述独立电源用于输出7.2v稳定直流电压，分别送入到stm32舵机控制板和单总线舵机控制板的电源引脚。

作为本发明一种优选的技术方案，所述stm32舵机控制板为24路舵机控制板，集成多个传感器，板载8mflash存储空间支持的单总线数字舵机以及市面上其他舵机控制器所支持普通pwm驱动的数字舵机。

作为本发明一种优选的技术方案，所述蓝牙模块与主蓝牙模块采用hc05蓝牙串口透传模块，该模块具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，通过控制模块外部引脚输入电平进行动态切换。

作为本发明一种优选的技术方案，所述单总线舵机控制板的vs引脚连接锂电池正极，gnd连接阴极，5v连接hc05模块5v接口，gnd连接阴极为其供电。控制板txd连接hc05模块rxd，控制板rxd连接hc05模块txd，进行通信连接控制。

作为本发明一种优选的技术方案，所述主机舵机组和从舵机组均采用单总线回读数字舵机，该舵机内部集成有主控芯片，主控芯片用于进行pwm调制，舵机的信号口通过总线连接至控制器的txd端口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明支持使用蓝牙无线方式连接以一个mcu舵机控制板作为处理控制中心配合串口转单总线控制板实现的多个机器人无线控制系统。本发明具有如下特点：

1)主机使用stm32舵机控制板作为所有机器人控制处理中心，通过蓝牙无线通信方式与从机串口转单总线控制板连接，从而控制从机机器人系统；

2)支持单总线接口，一条信号线可以级联255个舵机，同时这些舵机均支持角度温度回读，便于更好检测单个舵机状态和更好进行相应控制；

3)支持无线蓝牙连接通信方式，可以实现控制从机部分无需使用mcu控制芯片，从而简化电路，境降低成本，同时无线连接方式使用于更多场景。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为蓝牙模块原理图；

图3为串口转单总线舵机控制板原理图。

图中：1-主机模块；2-从机模块；3-独立电源；101-stm32舵机控制板；102-主机单总线连接器；103-主机舵机组；104-主蓝牙模块；201-串口转单总线舵机控制板；202-从机舵机组；203-从蓝牙模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图3所示，一种无线控制舵机互动人形机器人，包括主机模块1、从机模块2和独立电源3，所述主机模块1包括stm32舵机控制板101，所述stm32舵机控制板101为24路舵机控制板，集成多个传感器，板载8mflash存储空间支持的单总线数字舵机以及市面上其他舵机控制器所支持普通pwm驱动的数字舵机；所述stm32舵机控制板101用于安装在主机器人内部，stm32舵机控制板101的io引脚连接有主机单总线连接器102，所述主机总线转换器102按照总线通信协议工作，输出控制信号至主机舵机组103，主机舵机组103用于执行主机动作指令，所述stm32舵机控制板101的通信接口连接有主蓝牙模块104；主机系统stm32舵机控制板部分安放在主机器人内部，可以直接使用stm32舵机控制板io引脚使用总线通信协议控制主机器人舵机运行。同时主机部分连接有一个蓝牙hc05模块用来连接从机机器人蓝牙hc05模块；

所述从机模块2包括串口转单总线舵机控制板201，所述单总线舵机控制板201的总线端口通过单总线连接有丛机舵机组202，所述从机舵机组202用于控制舵机动作，单总线舵机控制板201的通信端口连接有从蓝牙模块203，所述从蓝牙模块203与主蓝牙模块104按照蓝牙协议进行数据传输通信；所述独立电源3用于输出7.2v稳定直流电压，分别送入到stm32舵机控制板101和单总线舵机控制板201的电源引脚；所述蓝牙模块203与主蓝牙模块104采用hc05蓝牙串口透传模块，该模块具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，通过控制模块外部引脚输入电平进行动态切换；

所述单总线舵机控制板201的vs引脚连接锂电池正极，gnd连接阴极，5v连接hc05模块5v接口，gnd连接阴极为其供电。控制板txd连接hc05模块rxd，控制板rxd连接hc05模块txd，进行通信连接控制；所述主机舵机组103和从舵机组202均采用单总线回读数字舵机，该舵机内部集成有主控芯片，主控芯片用于进行pwm调制，舵机的信号口通过总线连接至控制器的txd端口；

从机机器人部分具备串口透传功能蓝牙hc05模块与串口转单总线控制板使用蓝牙模块与主机蓝牙hc05模块连接后，经蓝牙hc05模块接收传送到串口转单总线控制板进行对命令解析转换为单总线协议，再由总线舵机内部mcu接收控制舵机转动。实现了舵机控制运行部分与主控部分分离，从而简化电路，实现远程控制舵机运行功能，从而控制从机机器人运转。由于使用蓝牙模块，可以实现对多组从机机器人连接控制，节约资源提高效率。

本发明支持使用蓝牙无线方式连接以一个mcu舵机控制板作为处理控制中心配合串口转单总线控制板实现的多个机器人无线控制系统。本发明具有如下特点：

1)主机使用stm32舵机控制板作为所有机器人控制处理中心，通过蓝牙无线通信方式与从机串口转单总线控制板连接，从而控制从机机器人系统；

2)支持单总线接口，一条信号线可以级联255个舵机，同时这些舵机均支持角度温度回读，便于更好检测单个舵机状态和更好进行相应控制；

3)支持无线蓝牙连接通信方式，可以实现控制从机部分无需使用mcu控制芯片，从而简化电路，境降低成本，同时无线连接方式使用于更多场景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。