一種基於智慧型手機無線控制的機器人的製作方法

2023-10-06 00:50:29 1

一種基於智慧型手機無線控制的機器人的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於智慧型手機無線控制的機器人，該機器人包括機器人本體和智慧型手機控制系統，兩者間通過藍牙技術實現通信。機器人本體接收到用戶所編制的指令信息後，有單片機控制模塊做相應的處理並發送給驅動模塊，直流電機在驅動模塊的控制下帶動驅動輪轉動，從而實現機器人的前進、後退、轉向等一系列動作。這樣的控制機器人行走的方式不僅節約了額外生產遙控器的生成成本外，還具有結構簡單的優點。
【專利說明】一種基於智慧型手機無線控制的機器人

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及機器人領域，特別是涉及一種基於智慧型手機無線控制的機器人。

【背景技術】
[0002] 隨著網絡時代的到來以及第三代通信技術的發展，各種智能移動終端相繼問世， 以Android、IOS、Windows Phone作業系統平臺為代表的智慧型手機正伴隨著3G技術開始獲 得人們的廣泛接受。在這場行動裝置的革命中，移動終端設備已經跨越了僅僅將通信作為 唯一目標的模式，而變成具有廣泛應用價值的計算、控制與管理的服務平臺。將智慧型手機與 控制系統相結合，使傳統的PC及工作平臺具備便攜能力，為實現真正的移動的通信方式提 供了可能。目前在智慧機器人玩具領域裡有各種各樣的新型智慧機器人玩具，諸如電動機 器人玩具、智能電子機器人玩具等，對於其操縱方式，通常都是通過遙控器來控制其行走， 這種方式需要製作遙控器，生產成本高。智慧機器人玩具本體複雜、容易鬆動而造成某些部 分丟失或者損壞、生命周期短。 實用新型內容
[0003] 基於此，有必要針對上述問題，提供一種結構簡單、成本低的基於智慧型手機無線控 制的機器人。
[0004] 一種基於智慧型手機無線控制的機器人，包括機器人本體和智慧型手機控制系統，所 述機器人本體包括電路板，所述電路板包括藍牙通信模塊、單片機控制模塊、驅動模塊和電 源模塊，所述藍牙通信模塊與單片機控制模塊相連，所述單片機控制模塊與所述驅動模塊 相連；所述藍牙通信模塊用於與智慧型手機控制系統中的藍牙功能模塊實現通信連接，從而 獲取用戶在智慧型手機控制系統上發出的指令信息，並將所述指令信息傳送給所述單片機控 制模塊；所述單片機控制模塊用於處理所述藍牙通信模塊接收的用戶所發出的指令信息， 並產生控制指令傳輸給所述驅動模塊；所述驅動模塊用於接收並執行所述單片機控制模塊 所發出的控制指令。
[0005] 在其中一個實施例中，所述機器人本體包括多個驅動輪和與所述驅動輪連接的用 於帶動所述驅動輪轉動的直流電機，所述直流電機與所述驅動模塊相連。
[0006] 在其中一個實施例中，所述驅動輪包括內齒輪、輪胎、外齒輪、軸承和骨架,所述骨 架和內齒輪分別套於所述軸承的內外側，所述輪胎安裝在所述內齒輪的外緣上，所述外齒 輪與所述直流電機連接，在所述直流電機的作用下轉動並帶動所述內齒輪轉動。
[0007] 在其中一個實施例中，所述機器人本體還包括上蓋、底座及與所述上蓋、底座連結 的第一蓋體和第二蓋體，所述上蓋和底座做成半環體，所述上蓋與底座連接後形成環體，所 述驅動輪為兩個，分別設於所述環體的兩側，所述第一蓋體與所述第二蓋體相互配合形成 球體，所述驅動輪置於所述球體內。
[0008] 在其中一個實施例中，所述機器人本體還包括設於所述底座上的兩個萬向輪，所 述兩個萬向輪對稱設於所述底座的著地點的兩側，所述萬向輪包括螺母、置於所述螺母內 的第一球體、與所述第一球體連接的多個第二球體以及套接在所述螺母上的萬向輪套。
[0009] 在其中一個實施例中，所述藍牙通信模塊採用的是CSR主流藍牙CSR BC417143， 藍牙V2. 0協議標準。
[0010] 在其中一個實施例中，所述單片機控制模塊中採用Atmegal28型號的單片機。
[0011] 在其中一個實施例中，所述藍牙CSR BC417143的RXD、TXD端分別與所述單片機 Atmegal28的TXD、RXD互連進行串口通信。
[0012] 在其中一個實施例中，所述電路板上還包括輸入電路和輸出電路，單片機 Atmegal28與輸入電路和輸出電路相連，所述輸出電路與所述驅動模塊相連。
[0013] 在其中一個實施例中，所述智慧型手機控制系統為以Android、I0S或Windows Phone為作業系統的具有藍牙功能的安裝有控制機器人本體軟體的智慧型手機。
[0014] 上述基於智慧型手機無線控制的機器人，包括機器人本體和智慧型手機控制系統，兩 之間通過藍牙通信技術進行通信。機器人本體上的藍牙通知模塊接收用戶編制的指令信 息，並將其發送給單片機控制模塊，單片機控制模塊對其進行處理後發送給驅動模塊，驅動 模塊控制機器人本體實現前進、後退、轉向等動作。該機器人本體結構簡單，直接使用智能 手機實現對機器人本體的控制，節省了製作遙控器額外的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為基於智慧型手機無線控制的機器人動作控制系統圖；
[0016] 圖2為機器人本體的立體圖；
[0017] 圖3為機器人本體的爆炸圖；
[0018] 圖4為萬向輪的分解圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特 徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界 定。
[0020] 請參照圖1?2,本實用新型的一個實施方式提供了一種基於智慧型手機無線控制 的機器人。該基於智慧型手機無線控制的機器人包括機器人本體100和智慧型手機控制系統， 智慧型手機控制系統為以Android、I0S或者Windows Phone為作業系統的具有藍牙功能的安 裝有控制機器人本體100軟體的智慧型手機。智慧型手機控制系統通過智慧型手機自帶的藍牙通 信功能將用戶編制的指令發送給機器人本體100,機器人本體100根據用戶所編制的指令 做出相關動作。該機器人本體100包括電路板110，該電路板110上包括藍牙通信模塊111、 單片機控制模塊112、驅動模塊113和為其他模塊提供電源的電源模塊114。藍牙驅動模塊 111與單片機控制模塊112相連，智慧型手機控制系統上的藍牙功能模塊與機器人本體100上 的藍牙通信模塊111通信連接從而實現智慧型手機控制系統與機器人本體100相連。該電路 板110上還包括一個輸入電路115和輸出電路116,單片機控制模塊112與輸入電路115和 輸出電路116相連，輸出電路116與驅動模塊113相連。機器人本體100上的藍牙通信模 塊111接收智慧型手機控制系統上的藍牙功能模塊所收集到的用戶發出的命令信息，藍牙通 信模塊111將其所接收的命令信息發送給單片機控制模塊112,該單片機控制模塊112對命 令信息做相應處理並發出控制指令給驅動模塊113,該驅動模塊113用於接收並執行單片 機控制模塊112所發出的控制指令。
[0021] 在本實施方式中，該藍牙通信模塊111所採用的是CSR主流的藍牙晶片CSR BC417143，採用藍牙V2. 0協議標準。在其他實施方式中，還可以使用其他型號的藍牙晶片， 主要可以實現該通信功能，此處不做具體限定。
[0022] 在本實施方式中，該單片機控制模塊112使用的是單片機Atmegal28,藍牙通信模 塊111的RXD、TXD端分別於該單片機Atmegal28的TXD、RXD端互連進行串口通信。在其他 實施方式中，還可以使用其他型號的單片機，只要能夠實現對相應的功能即可，此處不做具 體限定。
[0023] 請參照圖2?3,該機器人本體100包括兩個驅動輪和與該驅動輪連接的用於帶動 該驅動輪轉動的直流電機1，每個驅動輪對應連接一個直流電機1，該直流電機1還與驅動 模塊113相連，並且在驅動模塊113的驅動下轉動。機器人本體100還包括底座2、上蓋3 及與所述上蓋3、底座2連接的第一蓋體4和第二蓋體5,該上蓋3和底座2都呈半環體，上 蓋3和底座2連接後形成環體，兩個驅動輪設於環體的兩側。第一蓋體4和第二蓋體5相 互配合形成球體，驅動輪則置於該球體內。
[0024] 每個驅動輪包括內齒輪6、外齒輪7、輪胎8、軸承9和骨架10,骨架10和內齒輪6 分別套於軸承9的內外側輪胎8安裝在內齒輪7的邊緣上，外齒輪7與直流電機1連接，夕卜 齒輪7在直流電機1的作用下轉動並帶動內齒輪5轉動。當單片機控制模塊112將控制指 令發送給驅動模塊113後，驅動模塊113控制直流電機1工作，直流電機1帶動外齒輪7轉 動，外齒輪7帶動內齒輪6轉動。由於驅動輪設於環體的兩側，即在環體的兩側分別設置有 內齒輪6和外齒輪7,兩邊齒輪通過差動的方式使得該機器人本體100完成直線行走和轉 向。由於固定於底座2兩側的內齒輪6和輪胎8被底座2、上蓋3、第一蓋體4和第二蓋體 5包圍，並且相互間沒有發生摩擦接觸，這樣可以使得該機器人本體100更加美觀。該機器 人本體100還包括兩個萬向輪12,兩個萬向輪12對稱設置於該底座2的著地點的兩側。萬 向輪12包括螺母121、置於該螺母內的第一球體122、與第一球體122連接的多個第二球體 123以及套接在螺母121上的萬向輪套124.萬向輪12和驅動輪可以採用硬橡膠或者塑料 材質，降低機器人本體1〇〇移動和轉動過程中產生的噪音。
[0025] 上述基於智慧型手機無線控制的機器人，通過藍牙通信技術將指令信息由智慧型手機 控制系統傳輸給機器人本體，機器人本體通過單片機控制模塊112對指令信息處理後，在 驅動模塊113的控制下由直流電機1帶動驅動輪轉動，從而實現機器人本體的前進、後退、 轉向等一系列動作。這樣的控制機器人行走的方式不僅節約了額外生產遙控器的生產成本 夕卜，還具有結構簡單的優點，同時還預留了軟硬體接口，為相關的科研人員進行二次開發提 供一個很好的平臺。
[0026] 以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通 技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於：包括機器人本體和智慧型手機控 制系統，所述機器人本體包括電路板，所述電路板包括藍牙通信模塊、單片機控制模塊、驅 動模塊和電源模塊，所述藍牙通信模塊與單片機控制模塊相連，所述單片機控制模塊與所 述驅動模塊相連，所述藍牙通信模塊與所述智慧型手機控制系統通信連接； 所述藍牙通信模塊用於與智慧型手機控制系統中的藍牙功能模塊實現通信連接，從而獲 取用戶在智慧型手機控制系統上發出的指令信息，並將所述指令信息傳送給所述單片機控制 模塊； 所述單片機控制模塊用於處理所述藍牙通信模塊接收的用戶所發出的指令信息，並產 生控制指令傳輸給所述驅動模塊； 所述驅動模塊用於接收並執行所述單片機控制模塊所發出的控制指令。
2. 根據權利要求1所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述機器人 本體包括多個驅動輪和與所述驅動輪連接的用於帶動所述驅動輪轉動的直流電機，所述直 流電機與所述驅動模塊相連。
3. 根據權利要求2所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述驅動輪 包括內齒輪、輪胎、外齒輪、軸承和骨架，所述骨架和內齒輪分別套於所述軸承的內外側，所 述輪胎安裝在所述內齒輪的外緣上，所述外齒輪與所述直流電機連接，在所述直流電機的 作用下轉動並帶動所述內齒輪轉動。
4. 根據權利要求3所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述機器人 本體還包括上蓋、底座及與所述上蓋、底座連結的第一蓋體和第二蓋體，所述上蓋和底座做 成半環體，所述上蓋與底座連接後形成環體，所述驅動輪為兩個，分別設於所述環體的兩 側，所述第一蓋體與所述第二蓋體相互配合形成球體，所述驅動輪置於所述球體內。
5. 根據權利要求4所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述機器人 本體還包括設於所述底座上的兩個萬向輪，所述兩個萬向輪對稱設於所述底座的著地點的 兩側，所述萬向輪包括螺母、置於所述螺母內的第一球體、與所述第一球體連接的多個第二 球體以及套接在所述螺母上的萬向輪套。
6. 根據權利要求1所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述藍牙通 信模塊採用的是CSR主流藍牙CSR BC417143,藍牙V2. 0協議標準。
7. 根據權利要求6所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述單片機 控制模塊中採用Atmegal28型號的單片機。
8. 根據權利要求7所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所述藍牙CSR BC417143的RXD、TXD端分別與所述單片機Atmegal28的TXD、RXD互連進行串口通信。
9. 根據權利要求7-8任一項所述的基於智慧型手機無線控制的機器人，其特徵在於，所 述電路板上還包括輸入電路和輸出電路，單片機Atmegal28與輸入電路和輸出電路相連， 所述輸出電路與所述驅動模塊相連。
【文檔編號】G05D1/02GK203909616SQ201320739494
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】歐勇盛, 劉樂天, 周豔, 胡建兵, 江國來, 戴大偉, 劉琴, 彭安思, 徐揚生 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院