CN108393885A - 一种手机端无线控制机械臂的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手机端无线控制机械臂的系统，包括：机械臂，用于抓取目标物体；机械臂控制器和舵机驱动器，用于控制机械臂运动，抓取目标物体；手机，作为控制机械臂的客户端，用于和所述机械臂控制器进行无线通信，进而控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体；无线通信模块，用于实现所述手机客户端和所述机械臂控制器进行无线通信；供电系统，用于给所述机械臂、机械臂控制器供电。本发明还公开了一种手机端无线控制机械臂的方法，实现手机端无线控制机械臂运动的功能且控制功能丰富。本发明的手机端控制灵活、人机交互性能好，稳定性高、通用性好，可应用于无线控制机械臂领域中，实现手机端无线控制机械臂运动。
Description
技术领域
本发明涉及机械臂控制领域，特别是涉及一种手机端无线控制机械臂的系统及方法。
背景技术
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，自动化工业机器人已扩展到了几乎所有的工业领域。自动化工业机器人是指工业领域内自由度多的机器人或是多关节的机械手臂，能够自动执行或完成工作的机器设备。工业机械臂主要通过本身的动力以及控制能力来完成各种功能，人类可对其进行指挥控制，或按编排好的程序自动运行，并且按照人工智能的技术原则进行活动。
目前，控制机械臂的方案中，机械臂控制的客户端主要是传统的电脑上位机，需要配有特定的电脑来完成控制，通过在线连接来完成控制，在线控制不灵活，而且，电脑体积大，移动不方便。如今，手机已成为人们日常生活中不可或缺的通讯工具，几乎人手一部，手机具有携带方便，手机蓝牙传输方便，通用性强的特点；市场上用于控制的无线通讯模块功能丰富，成本低，稳定性好，可适用于各种控制系统，包括机械臂控制系统。
发明内容
针对上述背景问题，本发明提供一种用手机端控制机械臂的系统及方法，运用手机客户端代替传统的电脑上位机，控制系统中采用无线通信模块与手机端进行无线通信。在控制器中下载无线控制机械臂的程序，手机端通过无线蓝牙和机械臂控制器进行无线通信，实现手机端无线控制机械臂运动的功能，控制功能丰富。本发明的系统及方法优点是：手机端控制灵活、人机交互性能好，稳定性高、通用性好；无线蓝牙模块成本低，稳定性高，可应用于无线控制机械臂领域中，实现手机端无线控制机械臂运动，解决了现有技术的不足之处。
本发明采用如下技术方案实现：
一种手机端无线控制机械臂的系统，包括：
机械臂，用于抓取目标物体；
机械臂控制器和舵机驱动器，用于控制机械臂运动，抓取目标物体；
手机，作为控制机械臂的客户端，用于和所述机械臂控制器进行无线通信，进而控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体；
无线通信模块，用于实现所述手机客户端和所述机械臂控制器进行无线通信；
供电系统，用于给所述机械臂、机械臂控制器供电。
进一步地，所述机械臂控制器为Arduino控制器。
进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块的相应端口和所述机械臂控制器的相应端口相连接。
进一步地，所述手机装有具蓝牙连接功能的蓝牙串口APP，用于与所述无线通信模块进行配对连接，无线发送信息。
基于所述系统的手机端无线控制机械臂的方法，包括步骤：
S1、手机通过无线通信方式向机械臂发送机械臂控制信号；
S2、所述的机械臂控制器通过无线通信模块接收所述机械臂控制信号；
S3、所述的机械臂控制器根据接收的机械臂控制信号控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体。
进一步地，所述步骤S3具体包括子步骤：
S31、定义所述机械臂每个关节舵机的端口号；
S32、根据每个关节舵机与所述控制器的接线情况初始化每个关节舵机的端口；
S33、初始化所述控制器的串口，在循环程序中检测串口，查看串口是否接收到所述手机端通过蓝牙传输的字符信息；
S34、若所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符信息，则根据不同的字符信息控制机械臂执行相对应的动作程序。
进一步地，所述步骤S34中，所述动作程序包括：
单关节的运动、多关节的运动、组合运动、舵机减速运动、舵机加速运动。
进一步地，所述的组合运动包括机械臂末端运动、机械臂整体运动。
相比于现有技术方法，本发明的有益效果及优点：
（1）本发明提出的手机端无线控制机械臂的系统及方法，运用手机客户端代替传统的电脑上位机，手机端控制灵活、人机交互性能好，稳定性高，对控制系统的通用性好。
（2）本发明提出的机端无线控制机械臂的系统及方法，采用的无线蓝牙模块成本低，稳定性高；在控制器中下载无线控制机械臂的程序，手机端通过无线蓝牙和机械臂控制器进行无线通信，实现手机端无线控制机械臂运动的功能，控制功能丰富。可应用于无线控制机械臂领域中，实现手机端无线控制机械臂运动，解决了现有技术的不足之处。
附图说明
此处说明的附图用来提供本发明实施例的进一步讲解，构成本申请的一部分，并不构成本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例的手机端无线控制机械臂的系统组成框图。
图2为本发明实施例的Arduino控制器与蓝牙模块连接示意图。
图3为本发明实施例的控制程序流程图。
图4为本发明实施例的手机端蓝牙控制界面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1所示，一种手机端无线控制机械臂的系统，包括：
机械臂，用于抓取目标物体；
机械臂控制器和舵机驱动器，用于控制机械臂运动，抓取目标物体；
手机，作为控制机械臂的客户端，用于和所述机械臂控制器进行无线通信，进而控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体；
无线通信模块，用于实现所述手机客户端和所述机械臂控制器进行无线通信；
供电系统，用于给所述机械臂、机械臂控制器供电。
具体而言，如图2所示，所述机械臂控制器为Arduino控制器，所述无线通信模块为蓝牙模块HC05，所述蓝牙模块HC05作为Arduino控制器的外接通信设备，所述蓝牙模块HC05的相应端口和所述机械臂控制器的相应端口相连接，具体如图2所示：所述蓝牙模块HC05的TXD端口与Arduino控制器的RXD端口相连接，蓝牙模块HC05的RXD端口与Arduino控制器的TXD端口相连接，所述蓝牙模块HC05的VCC端口、GND端口分别和Arduino控制器的VCC端口、GND端口相连接。
具体而言，所述手机装有具蓝牙连接功能的蓝牙串口APP，所述手机端能与所述无线蓝牙模块进行配对连接，给所述机械臂控制器无线发送信息。
实施例二
一种手机端无线控制机械臂的方法，包括步骤：
S1、手机通过无线通信方式向机械臂发送机械臂控制信号；
S2、所述的机械臂控制器通过无线通信模块接收所述机械臂控制信号；
S3、所述的机械臂控制器根据接收的机械臂控制信号控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体。
具体而言，如图3所示，所述步骤S3具体包括子步骤：
S31、定义所述机械臂每个关节舵机的端口号；
S32、根据每个关节舵机与所述控制器的接线情况初始化每个关节舵机的端口；
S33、初始化所述控制器的串口，在循环程序中检测串口，查看串口是否接收到所述手机端通过蓝牙传输的字符信息；
S34、若所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符信息，则根据不同的字符信息控制机械臂执行相对应的动作程序，所述动作程序包括：
单关节的运动、多关节的运动、组合运动、舵机减速运动、舵机加速运动，所述的组合运动包括机械臂末端运动、机械臂整体运动。
如本实施例中，手机端蓝牙控制界面的效果如图4所示，当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “1”时，Arduino控制器控制9号舵机运动；当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “2”时，Arduino控制器控制底座运动；当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “3”时，Arduino控制器控制机械臂末端运动；当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “5”时，Arduino控制器控制机械臂整体运动；当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “7”时，Arduino控制器控制舵机减速；当所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符 “8”时，Arduino控制器控制舵机加速...用户也可以根据实际需要修改字符信息对应的动作程序，丰富程序功能，使所述手机端能无线控制机械臂实现不同的动作，或在所述程序中实现手机端无线控制机械臂运动的速度，实现运动减速、运动加速等功能。
在所述Arduino控制器的Arduino IDE编程平台上用C语言编写手机端无线控制机械臂的程序，编译程序，并将编译好的程序下载到所述Arduino控制器。
本实施例中，在Arduino控制器中下载无线控制机械臂的程序，手机端通过无线蓝牙和机械臂控制器进行无线通信，实现手机端无线控制机械臂运动的功能，控制功能丰富。上述实例中的系统及方法优点是：手机端控制灵活、人机交互性能好，稳定性高、通用性好；蓝牙模块成本低，稳定性高，可应用于无线控制机械臂领域中，实现手机端无线控制机械臂运动，解决了现有技术的不足之处。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种手机端无线控制机械臂的系统，其特征在于，包括：
机械臂，用于抓取目标物体；
机械臂控制器和舵机驱动器，用于控制机械臂运动，抓取目标物体；
手机，作为控制机械臂的客户端，用于和所述机械臂控制器进行无线通信，进而控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体；
无线通信模块，用于实现所述手机客户端和所述机械臂控制器进行无线通信；
供电系统，用于给所述机械臂、机械臂控制器供电。
2.根据权利要求1所述的手机端无线控制机械臂的系统，其特征在于，所述机械臂控制器为Arduino控制器。
3.根据权利要求1所述的手机端无线控制机械臂的系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块的相应端口和所述机械臂控制器的相应端口相连接。
4.根据权利要求书3中任一项所述的手机端无线控制机械臂的系统，其特征在于，所述手机装有具蓝牙连接功能的蓝牙串口APP，用于与所述无线通信模块进行配对连接，无线发送信息。
5.基于权利要求1至4中任一项所述系统的手机端无线控制机械臂的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、手机通过无线通信方式向机械臂发送机械臂控制信号；
S2、所述的机械臂控制器通过无线通信模块接收所述机械臂控制信号；
S3、所述的机械臂控制器根据接收的机械臂控制信号控制所述机械臂按照一定的规律进行运动，抓取目标物体。
6.根据权利要求5所述的基于手机端无线控制机械臂的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括子步骤：
S31、定义所述机械臂每个关节舵机的端口号；
S32、根据每个关节舵机与所述控制器的接线情况初始化每个关节舵机的端口；
S33、初始化所述控制器的串口，在循环程序中检测串口，查看串口是否接收到所述手机端通过蓝牙传输的字符信息；
S34、若所述控制器串口接收到所述手机端发送的字符信息，则根据不同的字符信息控制机械臂执行相对应的动作程序。
7.根据权利要求6所述的基于手机端无线控制机械臂的方法，其特征在于，所述步骤S34中，所述动作程序包括：
单关节的运动、多关节的运动、组合运动、舵机减速运动、舵机加速运动。
8.根据权利要求7所述的基于手机端无线控制机械臂的方法，其特征在于，
所述的组合运动包括机械臂末端运动、机械臂整体运动。
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