一种机器人的控制系统的制作方法

本发明涉及一种机器人，具体是一种机器人的控制系统。

背景技术：

教育机器人目前市场异常火热，随着国家新一代人工智能发展规划的通知，教育机器人作为作为激发学生兴趣培养其综合能力，已广泛用于高校以及各培训机构使用。作为控制机器人的控制系统，本发明提供了一种高效，易用的可扩展的机器人控制系统及实现方法。传统机器人系统采用单一控制模块，集成于一起。这种方法不易于扩展而且模块间接线繁琐，增加了系统负担。同时交互过于单一，限制了机器人的应用领域。

技术实现要素：

发明的目的在于提供一种机器人的控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种机器人的控制系统，包括总线传感器设备、机器人控制器和pc上位机，所述pc上位机与机器人控制器相连接，机器人控制器还连接一个总线传感器设备，该总线传感器设备还通过串行连接方式与其他总线传感器设备进行连接。

作为发明的优选方案：所述总线传感器设备包括微处理器、传感器、通信单元和数据处理单元，微处理器还分别连接传感器、通信单元和数据处理单元。

作为发明的优选方案：所述机器人控制器包括控制器、总线传感器接口、主控cpu、上位机通信接口、加速度陀螺仪和伺服电机驱动接口，所述控制器分别连接总线传感器接口、主控cpu、上位机通信接口、加速度陀螺仪和伺服电机驱动接口。

作为发明的优选方案：所述pc上位机和机器人控制器之间通过tcp或usb串口相连接。

作为发明的优选方案：多个总线传感器之间通过通信单元相互连接。

作为发明的优选方案：所述机器人控制器还包括机器人动作存储单元，所述机器人动作存储单元与控制器相连接。

作为发明的优选方案：所述机器人控制器还包括系统电源管理模块，所述系统电源管理模块与控制器相连接。

与现有技术相比，发明的有益效果是：本发明解决了机器人在行走过程中或者执行舞蹈动作时不慎摔倒如何自动跌倒爬起的方案。采用了一个加速度陀螺仪模块配合pc上位机进行设置。相比传统机器人更加灵活方便的解决了机器人摔倒如何爬起的问题。

附图说明

图1为整个系统构成图。

图2为总线传感器设备构成图。

图3为机器人控制器主要构成图。

图4为机器人动作原理图。

图5为机器人跌倒检测解决执行方案流程图。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。

请参阅图1-5，实施例1：发明实施例中，一种机器人的控制系统，包括总线传感器设备、机器人控制器和pc上位机，所述pc上位机与机器人控制器相连接，机器人控制器还连接一个总线传感器设备，该总线传感器设备还通过串行连接方式与其他总线传感器设备进行连接；

带有微处理器的总线传感器设备，每个总线传感器设备都带有微处理器，各总线传感器设备间通过串行连接方式进行连接。采用iic和单线串口通信两种方式进行设备间的通信。在上位机中可以设定模块通信方式。当通过iic方式通信时，每个设备都可以通过上位机软件设定器件的地址，通过地址进行访问。当通过单线串口通信方式时，可通过上位机软件指定各传感器设备id号，设备间通过id号访问。所有的总线传感器都最终接到机器人控制板上。此方法可以让不断扩展传感器设备，而无需重新设计整个机器人控制器。同时由于每个传感器设备都带有微处理器，可以极大提供系统效率，降低机器人控制器的cpu负担。而传统的机器人各传感器设备直接逐一连接于控制器，或集成于机器人控制器中。由于不带有独立的微处理器以及串行连接方式。非常不利于后期扩展。功能局限。而此方案解决了以上问题。整个系统构成见图1，其总线传感器设备构成见图2，其机器人控制器主要构成见图3。

实施例2：在实施例1的基础上，本设计的pc上位机作为与机器人控制器的交互设备，pc上位机(可视化图形软件)与机器人控制器通过usb转ttl串口进行通信或通过tcp与机器人控制器wifi无线通信。上位机可以对控制器相关参数进行设定。同时还可以与连于机器人控制器上的总线传感器设备进行通信。机器人控制板可连接20个伺服电机。上位机可以实时对机器人动作进行设计并在线运行和保存。同时还可以添加音乐或歌曲到舞蹈动作对应的列表中。详细流程见图4。

机器人在摔倒时候有两种状态，一种身体正面朝下，一种是背部朝下。机器人控制板上内置一颗加速度陀螺仪模块,实时获取机器人的状态信息。在pc上位机软件对应的机器人跌倒检测界面点击开启获取机器人状态。机器人控制板会将处理过后的加速度陀螺仪模块数据发送至上位机并显示。

此时将机器人正面朝下。此时上位机读取到状态信息为a，并可以设置一定误差范围例如为-10---10之间。那么我们可以设定机器人身体正面朝下倒时家加速度陀螺仪状态信息为a-10到a+10之间。并在此时指定机器人执行正向跌倒爬起动作g1。同理我们将机器人背部朝下，此时上位机读取到的信息为b，并可以设置一定误差，例如为-10到10之间。那么机器人背部朝下摔倒时候加速度陀螺仪状态为b-10到b+10之间。并在此时指定机器人执行反向跌倒爬起动作g2。我们在上位机将确定好的状态信息和对应的执行动作发送至机器人控制器存储单元保存。机器人在工作中比如跳舞或者在行走过程中摔倒机器人会自动触发执行之前设置的跌倒爬起动作。非常方便快捷的解决了机器人跌倒过程中如何自动爬起解决方案。

对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离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，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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
发明公开了一种机器人的控制系统，包括总线传感器设备、机器人控制器和PC上位机，所述PC上位机与机器人控制器相连接，机器人控制器还连接一个总线传感器设备，该总线传感器设备还通过串行连接方式与其他总线传感器设备进行连接，本发明解决了机器人在行走过程中或者执行舞蹈动作时不慎摔倒如何自动跌倒爬起的方案。采用了一个加速度陀螺仪模块配合PC上位机进行设置。相比传统机器人更加灵活方便的解决了机器人摔倒如何爬起的问题。

技术研发人员：王彬
受保护的技术使用者：杭州海灵智电科技有限公司
技术研发日：2018.11.09
技术公布日：2019.01.25