CN110065552A - 一种语音控制四足机器人 - Google Patents

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胡平志
张孟健
郑光军
李泽滔
杨靖
王霄
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
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    • G—PHYSICS
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    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/26—Speech to text systems

Abstract

本发明公开了一种语音控制四足机器人，包括机身，机身四角处连接有四条行走腿，每条行走腿包括水平大腿、俯仰中腿和小腿，水平大腿一端铰接在机身上，另一端铰接有俯仰中腿一端，俯仰中腿另一端铰接有小腿，水平大腿两端铰接处以及俯仰中腿与小腿铰接处均分别安装有驱动其转动的水平舵机、俯仰舵机一和俯仰舵机二。本发明镂空结构，并通过舵机实现旋转行走，行走灵活，转向方便，结构简化，还具有结构简单、价格便宜和操作方便快捷的特点。

Description

一种语音控制四足机器人
技术领域
本发明涉及一种语音控制四足机器人，属于机器人技术领域。
背景技术
在实际应用中，足式机器人对环境的适应性较强,被设计用来代替人进行许多复杂的作业。足式机器人包括两足、四足、六足和八足机器人等多种形式。其中,四足机器人由于存在稳定性高和运动复杂性低等特点，得到广泛的设计和应用。针对国内外的研究状况，结构各异、功能不同的四足机器人被广泛的设计。语音控制的机器人更多的出现在服务型的机器人中，在工业性的机器人中应用较少，现有的四足机器人，结构复杂，行走笨重，灵活性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种语音控制四足机器人，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种语音控制四足机器人，包括机身，机身四角处连接有四条行走腿，每条行走腿包括水平大腿、俯仰中腿和小腿，水平大腿一端铰接在机身上，另一端铰接有俯仰中腿一端，俯仰中腿另一端铰接有小腿，水平大腿两端铰接处以及俯仰中腿与小腿铰接处均分别安装有驱动其转动的水平舵机、俯仰舵机一和俯仰舵机二。
优选的，上述机身为镂空结构，包括上板、下板和连接柱，上板和下板间通过四根连接柱固定连接，上板和下板四角向外延伸形成铰接双耳。
优选的，上述水平大腿内端内部设置上端开口空腔，下端面铰接在机身上，空腔内安装水平舵机，水平舵机的输出轴固定连接在机身上，水平大腿外端设置为双耳结构，俯仰中腿为上下对称结构，上下端面设置有安装俯仰舵机一和俯仰舵机二的卡槽，右端面设置有分别与水平大腿和小腿铰接的两铰接轴，俯仰舵机一和俯仰舵机二的输出轴朝向俯仰中腿左端且分别与水平大腿和小腿端部固定。
优选的，上述每条行走腿的水平舵机、俯仰舵机一和俯仰舵机二均连接到控制器，控制器通过无线通信模块连接到无线遥控模块，无线遥控模块包括块语音识别模块、液晶显示屏、无线通信发射模块以及矩阵键盘。
优选的，上述控制器采用STC15单片机。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明镂空结构，并通过舵机实现旋转行走，行走灵活，转向方便，结构简化，还具有结构简单、价格便宜和操作方便快捷的特点。
附图说明
图1是本发明的语音控制四足机器人的机架立体示意图；
图2是本发明的一条机器腿连接示意图；
图3是本发明的语音控制模块示意图；
图4是本发明的控制器和无线通信模块的连接示意图；
图5是本发明的舵机俯视示意图；
图6是本发明的舵机结构示意图；
图7是主控板电路示意图；
图8是舵机控制板电路示意图；
图9是无线遥控模块电路示意图；
图10是无线遥控模块显示屏电路示意图；
图11是无线遥控模块的矩阵键盘电路示意图；
图12是无线遥控模块的语音模块电路示意图；
图13是本发明的无线遥控流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图13所示，一种语音控制四足机器人，包括机身1，机身1四角处连接有四条行走腿，每条行走腿包括水平大腿2、俯仰中腿3和小腿4，水平大腿2一端铰接在机身1上，另一端铰接有俯仰中腿3一端，俯仰中腿3另一端铰接有小腿4，水平大腿2两端铰接处以及俯仰中腿3与小腿4铰接处均分别安装有驱动其转动的水平舵机5、俯仰舵机一6和俯仰舵机二7。
优选的，上述机身1为镂空结构，包括上板101、下板102和连接柱103，上板101和下板102间通过四根连接柱103固定连接，上板101和下板102四角向外延伸形成铰接双耳104，该结构重量轻，支撑稳定可靠，行走脚部大，行走快速。
优选的，上述水平大腿2内端内部设置上端开口空腔201，下端面铰接在机身1上，空腔201内安装水平舵机，水平舵机的输出轴通过舵机盘固定连接在机身1上，水平大腿2外端设置为双耳结构，俯仰中腿3为上下对称结构，上下端面设置有安装俯仰舵机一和俯仰舵机二的卡槽301，右端面设置有分别与水平大腿2和小腿4铰接的两铰接轴302，俯仰舵机一和俯仰舵机二的输出轴朝向俯仰中腿3左端且分别通过舵机盘8与水平大腿2和小腿4端部固定，该结构的行走腿，结构紧凑，重量轻，刚性和强度高，支撑稳定性好。
优选的，上述每条行走腿的水平舵机、俯仰舵机一和俯仰舵机二均通过串口连接到控制器，控制器通过无线通信模块连接到无线遥控模块，无线遥控模块包括块语音识别模块、液晶显示屏、无线通信发射模块以及矩阵键盘，语音识别模块、液晶显示屏、无线通信发射模块以及矩阵键盘均与遥控控制器连接，语音识别模块通过串口与遥控控制器连接，能够实现无线遥控，控制器采用STC15单片机，通过语音控制芯片进行操控，让机器人向前、后、左、右四个方向执行初始命令。
在使用时，发出语音指令，无线通信模块接收语音控制指令，器通过接收的语音指令，从输入引脚向开关器件输入控制信号，控制器根据接收的信号控制舵机，舵机有四组共计12个，通过语音控制使四足机器人向前、后、左、右等方向运动。
作为本实施例中，控制器、无线通信模块、舵机控制板共用一个电源，控制器、无线通信模块分别并联在电源的两极之间。
进一步地，语音控制四足机器人的12个舵机通过舵机线与电源连接，由电源提供电能。
进一步地，接通控制器和遥控板的电源，通过遥控板上的矩阵键盘选择语音模块工作模式，其中按键s1为重复识别模式，按键s2为单次识别模式，按键s3为退出语音模式。
进一步地，显示屏采用 LCD12864，显示相关工作模式的信息，语音模块可识别指令有：空指令、原地待命、前行、后行、左行、右行等，其指令通过上位机预先存入语音模块。
进一步地，完成识别后，将识别得到的编码通过串口发送到遥控模块的遥控控制器上，在识别到有效的语音命令后，遥控控制器将识别码打包后通过nRF24L01发送给控制器。
进一步地，控制器通过算法计算得到一个舵机控制二维数组，并通过串口将该数组发送给舵机，舵机接收后按照一定顺序用两组I/O口并行控制舵机，操纵机器人运动。
控制器的主控制板、无线遥控模块的遥控板、舵机控制板使用的电源都需要接入稳压模块，保证供电的稳定性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种语音控制四足机器人，其特征在于：包括机身（1），机身（1）四角处连接有四条行走腿，每条行走腿包括水平大腿（2）、俯仰中腿（3）和小腿（4），水平大腿（2）一端铰接在机身（1）上，另一端铰接有俯仰中腿（3）一端，俯仰中腿（3）另一端铰接有小腿（4），水平大腿（2）两端铰接处以及俯仰中腿（3）与小腿（4）铰接处均分别安装有驱动其转动的水平舵机（5）、俯仰舵机一（6）和俯仰舵机二（7）。
2.根据权利要求1所述的一种语音控制四足机器人，其特征在于：机身（1）为镂空结构，包括上板（101）、下板（102）和连接柱（103），上板（101）和下板（102）间通过四根连接柱（103）固定连接，上板（101）和下板（102）四角向外延伸形成铰接双耳（104）。
3.根据权利要求1所述的一种语音控制四足机器人，其特征在于：水平大腿（2）内端内部设置上端开口空腔（201），下端面铰接在机身（1）上，空腔（201）内安装水平舵机，水平舵机的输出轴固定连接在机身（1）上，水平大腿（2）外端设置为双耳结构，俯仰中腿（3）为上下对称结构，上下端面设置有安装俯仰舵机一和俯仰舵机二的卡槽（301），右端面设置有分别与水平大腿（2）和小腿（4）铰接的两铰接轴（302），俯仰舵机一和俯仰舵机二的输出轴朝向俯仰中腿（3）左端且分别与水平大腿（2）和小腿（4）端部固定。
4.根据权利要求1所述的一种语音控制四足机器人，其特征在于：每条行走腿的水平舵机、俯仰舵机一和俯仰舵机二均连接到控制器，控制器通过无线通信模块连接到无线遥控模块，无线遥控模块包括块语音识别模块、液晶显示屏、无线通信发射模块以及矩阵键盘。
5.根据权利要求1所述的一种语音控制四足机器人，其特征在于：控制器采用STC15单片机。
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