基于单片机的球形蜘蛛机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于：球形蜘蛛机器人包括上半球部分和下半球部分，上半球部分内设置有主控芯片模块、下半球部分包括与舵机相连的中心旋转机、与中心旋转机构相连的六条支撑腿，中心旋转机构正转或反转带动六条支撑腿伸出或收起。本发明的机器人由上半球部分和下半球部分两部分组成，两者组合在一起为一个完整球形，从而可滚动快速前进，且机器人由两部分组成相互之间可以独立控制自身的自由度，而下半球部分通过舵机带动中心旋转机构转动一定就角度，从而带动与中心旋转机构相连的支撑腿伸出为机器人行走提供基础，一旦采用滚动前进模式只需要中心旋转机构反转带动支撑腿回缩即可。
【专利说明】
基于单片机的球形蜘蛛机器人
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于单片机的球形蜘蛛机器人，尤其涉及一种机器人的上下两部分既可独立活动又可平移或旋转的基于单片机的球形蜘蛛机器人。
【背景技术】
[0002]我国对步行机器人进行研究的起步较晚，是在上世纪80年代初才真正开始。1980年，中国科学院的长春光学精密机械研究所研制出了一台多足步行机器人，通过运用平行四边形和凸轮机构。主要从事海底勘测活动，并做了爬坡、越障以及穿越泥沼的试验。单连杆式机器人该结构以单个自由度实现基本的行动功能，主要出现在作为玩具的机器人上。该结构的优点为制作较为简单方便，同时由于操作的舵机较少，控制起来也比较容易，而且造价成本低。但是，由于过于少的自由度，使其无法完成各种动作，能使用的步态也较少，行动方式单一，无法应付复杂的地面情况，故实用性较差，使用范围也较小。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单片机的球形蜘蛛机器人，具有上下两部分既可独立活动又可平移或旋转的特点。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:基于单片机的球形蜘蛛机器人，其创新点在于:所述球形蜘蛛机器人包括上半球部分和下半球部分，所述上半球部分与所述下半球部分组合为一个完整球形，所述上半球部分内设置有主控芯片模块、与所述主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在所述上半球部分内的舵机的启动端相连，所述下半球部分包括与所述舵机相连的中心旋转机、与所述中心旋转机构相连的六条支撑腿，所述中心旋转机构正转或反转带动所述六条支撑腿伸出或收起。
[0005]优选的，所述中心旋转机构包括中心圆盘框架、设置在中心圆盘框架内且与舵机传动轴相连的传动机构、与所述传动机构分别相连的六个曲杆，该曲杆远离传动机构的一端与相应所述支撑腿连接。
[0006]优选的，所述传动机构包括与舵机传动轴相连的主动齿轮、环绕所述主动齿轮一周均勾分布且与所述主动齿轮嗤合的六个从动齿轮，六个从动齿轮的齿面分别与相应所述曲杆连接，六个所述从动齿轮的齿轮轴穿过所述中心圆盘框架上设置的安装孔。
[0007]优选的，六个所述曲杆的运动轨迹为所述传动机构所在圆的渐开线方向。
[0008]优选的，所述主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，所述红外感应模块为E18-D80NK红外传感器。
[0009]优选的，所述主控芯片模块与第一稳压模块相连，所述第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，所述第二稳压模块与所述舵机控制板相连，所述舵机与第二电源模块相连。
[0010]本发明的优点在于:本发明的机器人由上半球部分和下半球部分两部分组成，两者组合在一起为一个完整球形，从而可滚动快速前进，且机器人由两部分组成相互之间可以独立控制自身的自由度，而下半球部分通过舵机带动中心旋转机构转动一定就角度，从而带动与中心旋转机构相连的支撑腿伸出为机器人行走提供基础，一旦采用滚动前进模式只需要中心旋转机构反转带动支撑腿回缩即可。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述。
[0012]图1是本发明基于单片机的球形蜘蛛机器人的结构示意图。
[0013]图2是本发明基于单片机的球形蜘蛛机器人中中心旋转机构省去中心圆盘框架后的结构示意图。
[0014]图3是本发明基于单片机的球形蜘蛛机器人中中心圆盘框架的结构示意图。
[0015]图4是本发明基于单片机的球形蜘蛛机器人的结构模块框图。
[0016]图中:丨-上半球部分、2_下半球部分、3_主控芯片模块、4-舵机控制板、5-舵机、6-中心旋转机、61-中心圆盘框架、611-安装孔、62-曲杆、63-主动齿轮、64-从动齿轮、7-红外感应模块、8-第一稳压模块、9-第二稳压模块、10-第二电源模块、11-第一电源模块。
【具体实施方式】
[0017]本发明的基于单片机的球形蜘蛛机器人包括上半球部分I和下半球部分2，上半球部分I与下半球部分2组合为一个完整球形，上半球部分I内设置有主控芯片模块3、与主控芯片模块3相连的舵机5控制板4，舵机5控制板4的信号端与设置在上半球部分I内的舵机5的启动端相连，下半球部分2包括与舵机5相连的中心旋转机6、与中心旋转机6构相连的六条支撑腿，支撑腿图上未示出，中心旋转机6构正转或反转带动六条支撑腿伸出或收起。本发明的机器人由上半球部分I和下半球部分2两部分组成，两者组合在一起为一个完整球形，从而可滚动快速前进，且机器人由两部分组成相互之间可以独立控制自身的自由度，而下半球部分2通过舵机5带动中心旋转机6构转动一定就角度，从而带动与中心旋转机6构相连的支撑腿伸出为机器人行走提供基础，一旦采用滚动前进模式只需要中心旋转机6构反转带动支撑腿回缩即可。
[0018]上述的中心旋转机6构包括中心圆盘框架61、设置在中心圆盘框架61内且与舵机5传动轴相连的传动机构、与传动机构分别相连的六个曲杆6 2，该曲杆6 2远离传动机构的一端与相应支撑腿连接。传动机构包括与舵机5传动轴相连的主动齿轮63、环绕主动齿轮63—周均勾分布且与主动齿轮63嗤合的六个从动齿轮64，六个从动齿轮64的齿面分别与相应曲杆62连接，六个从动齿轮64的齿轮轴穿过中心圆盘框架61上设置的安装孔611，六个曲杆62的运动轨迹为传动机构所在圆的渐开线方向。
[0019]上述的主控芯片模块3与用于检测障碍物的红外感应模块7相连，红外感应模块7为E18-D80NK红外传感器。红外传感器使用光电元件进行检测，先发出光信号，然后通过光电元件将反射回来的光信号转化为电信号，再进行检测或解码，一般分为三部分，发射器，接收器和检测电路。本发明使用红外传感器进行前方障碍物探测，从而规避障碍物，防止因碰撞对机器人造成的损害。
[0020]上述的主控芯片模块3与第一稳压模块8相连，第一稳压模块8分别与第一电源模块11和第二稳压模块9相连，第二稳压模块9与舵机5控制板4相连，舵机5与第二电源模块10相连。第二电源模块10选用一块5200mah电压为11.1v的锂电池为舵机5供电，第一电源模块用一块1500mah电压7.4v的锂电池为控制器供电，第一电源模块通过第一稳压模块8和第二稳压模块9分别变压为6v与5v。
[0021]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:所述球形蜘蛛机器人包括上半球部分和下半球部分，所述上半球部分与所述下半球部分组合为一个完整球形，所述上半球部分内设置有主控芯片模块、与所述主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在所述上半球部分内的舵机的启动端相连，所述下半球部分包括与所述舵机相连的中心旋转机、与所述中心旋转机构相连的六条支撑腿，所述中心旋转机构正转或反转带动所述六条支撑腿伸出或收起。2.如权利要求1所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:所述中心旋转机构包括中心圆盘框架、设置在中心圆盘框架内且与舵机传动轴相连的传动机构、与所述传动机构分别相连的六个曲杆，该曲杆远离传动机构的一端与相应所述支撑腿连接。3.如权利要求2所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:所述传动机构包括与舵机传动轴相连的主动齿轮、环绕所述主动齿轮一周均勾分布且与所述主动齿轮嗤合的六个从动齿轮，六个从动齿轮的齿面分别与相应所述曲杆连接，六个所述从动齿轮的齿轮轴穿过所述中心圆盘框架上设置的安装孔。4.如权利要求2所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:六个所述曲杆的运动轨迹为所述传动机构所在圆的渐开线方向。5.如权利要求1所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:所述主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，所述红外感应模块为E18-D80NK红外传感器。6.如权利要求1所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于:所述主控芯片模块与第一稳压模块相连，所述第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，所述第二稳压模块与所述舵机控制板相连，所述舵机与第二电源模块相连。
【文档编号】B62D57/02GK105905179SQ201610396943
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】关健生
【申请人】厦门市星云睿自动化科技有限公司