一种轮式服务移动机器人平台的制作方法

本实用新型属于自动控制领域，具体涉及一种轮式服务移动机器人平台。

背景技术：

家用服务机器人是为人类服务的特种机器人，能够代替人完成家庭服务工作的机器人，它包括行进装置、感知装置、接收装置、发送装置、控制装置、执行装置、存储装置、交互装置等；所述感知装置将在家庭居住环境内感知到的信息传送给控制装置，控制装置指令执行装置做出响应，并进行防盗监测、安全检查等工作。

随着人工智能等先进技术的加速发展，机器人迅速从工业领域向服务行业渗透，服务机器人展现出比工业机器人更为广阔的市场空间。家用服务机器人可以让人们逐渐地从枯燥乏味的、机械单一的工作中解脱出来，它在人类生活中演绎着重要的角色。家庭服务机器人将成为继家电、个人电脑之后，第三个以超规模速度走向家庭的产品。根据IFR(International Federation of Robotics)统计数据，在2014年全球市场共销售470万台个人/家用服务机器人，比2013年增长28％，总销售额高达22亿美元。IFR预计，在2015-2018年期间，个人/家用服务机器人的销售额将会达到3500万台。目前应用较广泛的家用服务机器人为清洁机器人割草机器人。随着机器人技术的发展，用于看护、陪伴、娱乐、多功能家务的拟人化智能家用机器人[7]的市场份额将会逐渐提升。大多高端智能家用机器人的功能相对齐全，但价钱非常昂贵，一般的家用清洁的人功能相对单一，无法满足用户多元化的功能要求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种轮式服务移动机器人平台，解决了现有机器人功能单一、应用成本太高，难以普遍运用的问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种轮式服务移动机器人平台，包括可移动的底座、设置在所述底座上的多层的平台，所述底座和平台用于搭载主控制模块和一个或多个从控制模块，相邻的两层平台之间及底座和底层的平台之间通过多个调节机构相连，所述调节机构用于调整相邻的两层平台之间及底座和底层的平台之间的距离；所述主控制模块和一个或多个从控制模块之间通过UART总线相连，输入输出模块和主控制模块相连。

进一步，所述底座和平台采用带有开口的盒体结构，所述底座和平台内部设置有彼此垂直交叉的多条滑槽，相同方向的滑槽两端各垂直设置有一个限位挡板，每个所述限位挡板均横跨一条或多条相同方向的滑槽且通过限位销设置在滑槽上，所述底座下方呈等腰三角形地设置有两个驱动轮和一个随动轮，所述随动轮位于等腰三角形的顶角上，所述底座的侧壁四周设置有多个避障传感器安装孔，所述底座和平台的底壁设置有多个导线通孔，所述平台的侧壁四周开设有多个缺口，正对所述缺口设置有传感器安装凸台。

进一步，两个所述驱动轮内侧设置有第一联轴器和第二联轴器，所述第一联轴器的一端与一个驱动轮相连，另一端与第一电机的输出轴相连，所述第二联轴器的一端与另一个驱动轮相连，另一端与第二电机的输出轴相连。

进一步，所述底座上设置有两个导线通孔，所述平台上设置有一个导线通孔。

进一步，所述调节机构包括固定座和支撑杆，所述固定座设置在底座上或者相邻的两层平台中下部的平台上，所述支撑杆一端嵌套在所述固定座内部，另一端连接相邻的两层平台中上部的平台或者与底座最近的一层平台，所述固定座和支撑杆通过高度调节旋钮连接，所述高度调节旋钮设置在所述固定座外侧，用于调节支撑杆伸出的高度。

进一步，所述底座和最近的平台之间设置有三个调节机构，所述平台之间设置有两个调节机构。

进一步，还包括设置在底座上的旋转机构，所述旋转机构用于支撑和调节输入输出模块。

进一步，所述旋转机构包括螺纹杆，所述螺纹杆整体外侧设置有外螺纹，所述螺纹杆的一端穿过多个平台与设置在底座的螺纹杆固定座配合固定，所述螺纹杆固定座设置有与螺纹杆配合的内螺纹，所述螺纹杆的另一端设置有支架，所述支架设置有与螺纹杆配合的内螺纹，所述支架通过两套相互垂直的旋转轴与显示屏相连，所述支架、旋转轴和显示屏彼此之间通过支撑臂相连。

进一步，所述主控制模块包括主控制器，与主控制器相连的WiFi模块、GPS模块、主电源模块、摄像头模块、触摸屏模块、存储模块、蓝牙模块和USB模块；所述从控制模块包括从控制器、与所述从控制器相连的传感器模块、JTAG调试接口、从电源模块和/或电机模块。

进一步，所述底座上设置有从控制模块，所述从控制模块包括电机模块和避障传感器模块，所述电机模块用于驱动设置在底座下方的两个驱动轮，所述避障传感器模块设置在底座侧壁的四周，用于测试周围障碍物离移动机器人的距离。

本实用新型有益的技术效果在于：

本实用新型借助多层平台，可搭载多种不同功能的电路模块，从而实现移动机器人的功能多元化，用户可利用调节机构根据自身需要调节移动机器人的高度，增加使用舒适度，同时结构简单，成本低廉，方便推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的机械结构示意图；

图2是本实用新型的底座俯视图；

图3是本实用新型的电路连接框图；

图4是本实用新型的程序功能框图；

其中：1-底座，2-平台，3-滑槽，4-限位挡板，5-限位销，6-驱动轮，7-随动轮，8-避障传感器安装孔，9-传感器安装凸台，10-第一联轴器，11-第二联轴器，12-第一电机，13-第二电机，14-平台固定座，15-支撑杆，16-高度调节旋钮，17-螺纹杆，18-螺纹杆固定座，19-支架，20-竖直销轴，21-水平销轴，22-支撑臂，23-触摸屏。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

参照附图1，本实用新型提供了一种轮式服务移动机器人平台，包括可移动的底座1、设置在底座1上的旋转机构和多层平台2，该底座1和平台2用于搭载主控制模块和一个或多个从控制模块，旋转机构用于支撑调节输入输出模块23，相邻的两层平台之间及底座1和底层的平台之间通过多个调节机构相连，该调节机构用于调整相邻的两层平台之间及底座和底层的平台之间的距离。该主控制模块和一个或多个从控制模块之间通过UART总线相连，输入输出模块和主控制模块相连。

底座1和平台2采用带有开口的盒体结构，该底座1和平台2内部设置有彼此垂直交叉的多条滑槽3，相同方向的滑槽3两端各垂直设置有一个限位挡板4，每个限位挡板4均横跨一条或多条相同方向的滑槽3且通过限位销5设置在滑槽3上，底座1下方呈等腰三角形地设置有两个驱动轮5和一个随动轮6，所述随动轮6位于等腰三角形的顶角上，两个驱动轮5分别位于等腰三角形的两个底角上，底座1的侧壁四周设置有多个避障传感器安装孔7，底座1和平台2的底壁设置有多个导线通孔8，平台2的侧壁四周开设有多个缺口，正对缺口设置有传感器安装凸台9。

两个驱动轮5内侧设置有第一联轴器10和第二联轴器11，第一联轴器10的一端与一个驱动轮5相连，另一端与第一电机12的输出轴相连，第二联轴器11的一端与另一个驱动轮5相连，另一端与第二电机13的输出轴相连。

调节机构包括固定座14和支撑杆15，该固定座14设置在底座1上或者相邻的两层平台2中下部的平台上，该支撑杆15一端嵌套在固定座14内部，另一端连接相邻的两层平台2中上部的平台或者与底座1最近的一层平台，固定座14和支撑杆15通过高度调节旋钮16连接，该高度调节旋钮16设置在固定座14外侧，用于调节支撑杆15伸出的高度。

旋转机构包括螺纹杆17，该螺纹杆17整体外侧设置有外螺纹，该螺纹杆17的一端穿过多个平台2与设置在底座1的螺纹杆固定座18配合固定，该螺纹杆固定座18设置有与螺纹杆17配合的内螺纹，该螺纹杆17的另一端设置有支架19，该支架19设置有与螺纹杆17配合的内螺纹，该支架19通过两套相互垂直的旋转轴与显示屏23相连，该相互垂直的旋转轴包括竖直销轴20和水平销轴21，该支架19、旋转轴和显示屏23彼此之间通过支撑臂22相连。

主控制模块包括主控制器，与主控制器相连的WiFi模块、主电源模块、输入输出模块、摄像头模块和存储模块，还可以包括与之相连的GPS模块、蓝牙模块和USB模块等；从控制模块包括从控制器、与从控制器相连的传感器模块、JTAG调试接口、从电源模块和/或电机控制模块。

该主控制器可采用ARM9、ARM11或cortex-A9处理器等，该从控制器采用51单片机、STM32或CORTEX-M3系列处理器等。

我们制作了一个包含两层平台的移动机器人，该移动机器人的底座1和一层平台2之间设置有三个调节机构，该三个调节机构分别位于两个驱动轮和一个随动轮的上方，一层平台和二层平台之间设置有两个调节机构，该两个调节机构位于一层平台的中心轴线上，在底座1的四周设置分别有两个机械避障开关和五个电子避障传感器，在底座1内部设置了两两相互垂直的四条滑槽3，在每两条相同方向的滑槽3两端各设置一个限位挡板4，共有四块，在底座1上设置有两个导线通孔8。

在一层平台2内部设置两条相互垂直的滑槽3，每条滑槽3两端各设置一个限位挡板4，共有四块，在一层平台2上设置有一个导线通孔8。

在底座1的内部设置了以cortex-A9处理器为主控制器的电路板，该电路板固定在四个限位挡板4限定的范围内，该限位挡板4通过限位销5固定在滑槽3上，底座1的侧壁四周设置有五个电子避障传感器和两个机械避障开关。在一层平台2的内部设置了以STM32F103处理器为从控制器的电路板，该电路板同样固定在四个限位挡板4限定的范围内，在一层平台2的传感器凸台上分别设置有温湿度传感器、超声波测距传感器和红外测距传感器，在二层平台2上设置有摄像头，在旋转机构上设置有触摸屏23。

该移动机器人以cortex-A9处理器为主控制器的电路板为控制核心，通过WiFi模块连接家庭局域网与手机进行通信，实现向手机发送数据和接受手机指令等功能，同时通过UART总线连接以STM32F103处理器为从控制器的电路板，通过读取电子避障传感器、测距传感器的数据控制移动机器人的运动如前进、后退、停止、左转或者右转，并将相关的信息显示在触摸屏23上，同时用户也可以通过触摸屏23向以cortex-A9处理器为主控制器的电路板下发指令从而控制该移动机器人。

本实用新型借助多层平台，可搭载多种不同功能的电路模块，从而实现移动机器人的功能多元化，用户可利用调节机构根据自身需要调节移动机器人的高度，增加使用舒适度，同时结构简单，成本低廉，方便推广应用。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。