CN110386203A - 一种基于Arduino蓝牙无线下载的多足机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于Arduino蓝牙无线下载的多足机器人，属于机器人结构领域。本发明包括头部和与头部相连的躯干部，所述头部内设有避障装置，所述躯干部包括若干节依次铰接的躯干节，每个躯干节包括一对或两对对称设置在躯干节两侧的足，驱动每个足运动的第一驱动装置，驱动躯干节运动的第二驱动装置，所述多足机器人还包括控制所述第一驱动装置和第二驱动装置的控制板，所述躯干部还设有为主控板、第一驱动装置、第二驱动装置和提供电源的电源模块。本发明的有益效果为：为蜈蚣等多足生物仿生学的研究提供现实模型。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种基于Arduino蓝牙无线下载的多足机器人。
背景技术
现有技术中，很多蜈蚣机器人运动不是靠多足运动；有些多足运动的是通过一个马达带动多足运动，不能实现精准控制，此外，也无法实现与上位机的通信，控制方式和运动方式是固定的，无法更改，从而无法了解多足运动的机理，不能实现仿生学的研究和模拟运用。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种基于Arduino蓝牙无线下载的多足机器人。
本发明包括头部和与头部相连的躯干部，所述头部内设有避障装置，所述躯干部包括若干节依次铰接的躯干节，每个躯干节包括一对或两对对称设置在躯干节两侧的足，驱动每个足运动的第一驱动装置，驱动躯干节运动的第二驱动装置，所述多足机器人还包括控制所述第一驱动装置和第二驱动装置的控制板，所述躯干部还设有为主控板、第一驱动装置、第二驱动装置和提供电源的电源模块。
本发明作进一步改进，所述头部上设有触角，在头部内部设有与触角根部相连，并驱动触角抖动的马达，所述马达与控制板相连。
本发明作进一步改进，所述控制板包括设置在与头部相连的第一节躯干节内的主控制板和设置在其他躯干节内的从控制板，所述主控制板与从控制板相连。
本发明作进一步改进，所述主控板设有用于与上位机通信的Arduino蓝牙通信模块。
本发明作进一步改进，所述第二驱动装置为舵机，所述舵机的顶面和底面水平铰接在联结框架的首端，所述舵机的侧面垂直铰接在转机框架的尾端，所述转机框架首端与前一节躯干节的联结框架的尾端或头部尾端固定连接。
本发明作进一步改进，所述第一驱动装置为马达，所述马达固定在联结框架内侧纵向中部，并与两侧的足相连。
本发明作进一步改进，所述身体两侧分别设有躲避同侧障碍物的避障装置。
本发明作进一步改进，所述避障装置为超声波传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现运动速度的精准控制，为蜈蚣等多足生物仿生学的研究提供现实模型，从足的运动、足加躯干的运动、躯干的运动这三个方面揭示多足生物运动的机理。
附图说明
图1为本发明一实施例正面结构示意图；
图2为图1侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本例的多足机器人以蜈蚣为例进行说明，本例的蜈蚣机器人包括头部9和与头部9相连的躯干部，所述头部上设有一对触角10，在头部9内侧还设有与触角10根部相连，并驱动触角10抖动的马达2，还设有避障装置8，本例的避障装置8为超声波传感器，从而避免前进时与前方障碍物发生碰撞。
为了简化结构，本例的躯干部包括三节依次铰接的躯干节，每个躯干节包括一对足11，对称设置在躯干节两侧，由设置在躯干节内纵向中部的马达2同时驱动，为了更加精确控制，可以设置两个马达11分别控制一只足11。如果是模拟倍足纲的多足动物，那么每节躯干节可以设置两对足，通过四个马达或者两个马达2分别控制。躯干节的数量也可以根据需求设置。
本例的头部9与躯干节、躯干节与躯干节之间通过转机框架7和联结框架5固定连接，在躯干节内还设有驱动躯干摆动、翻转等运动的舵机3，所述舵机3的顶面和底面通过螺钉4水平铰接在联结框架5的首端，所述舵机3的侧面垂直铰接在转机框架7的尾端，第一节躯干节的转机框架7的首端与头部尾端固定焊接，其它的躯干节的转机框架7的首端与前一节躯干节的联结框架5的尾端固定焊接。
躯干节内的马达2一端通过连接板6固定在舵机3的尾端下部，另一端通过连接件13与联结框架5尾端固定连接。
本例的控制板1设置在第一节躯干节内舵机3的顶部，控制舵机3和马达2的运动，进而控制蜈蚣躯干和足的运动。
本例的主控板采用Arduino主板控制，每一块Arduino主板只有19个针脚引出使用，代表着最多只能控制19只足。当蜈蚣机器人有12对足，就是24只脚或更多脚时候显然不够用，就需要多块Arduino主板联动控制，所以可以用两块或多块主板以主从模式进行控制。其中，第一块主板为主控制板，其他主板为从控制板。第一块主板先发一个指令给第二块主板，第二块主板接到指令后开始执行内部编写好的运动程序。为了实现控制的统一协调性，在第一块主板发出指令给第二块主板的时候，延迟一定的时间在启动程序。以达到两块主板控制足的效果是同步的。于此同时，在控制大于37足的多足蜈蚣，要实现模拟仿生多足动物运动的时候。本例还需要三块以上的主板时候，也是类似的方法进行控制。因为主控制板发送指令让从控制板执行编写好的程序需要一定的反应时间，本例也可以充分利用这个反应时间做适当的延迟启动，也可以用这个反应时间来达到间接延迟启动后同步执行的效果。
优选地，本例的主板上设有用于与上位机通信的Arduino(一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台)蓝牙通信模块。用Arduino蓝牙无线下载主板控制，拥有10米内蓝牙无线下载，方便与上位机控制通信。通过蓝牙控制，用程序控制终止，通过上位机重新下载程序后会直接有复位信号，可以重新开始，使用和控制非常方便，响应速度快。
本发明用于蜈蚣、多足生物仿生学的研究提供现实模型。在蜈蚣、多足生物研究领域，至今未能充分的了解多足运动的机理，因此，可以用本发明当作模型进行研究。
本发明不仅仅是足的运动，躯干也可以转动，本例在躯干上增加了舵机，使其能像蛇的躯干一样进行左右的摆动。在研究蜈蚣机器人运动、或者多足生物运动的时候，现有技术可能考虑到的都只是足的协调运动问题，躯干不一定考虑进去，如果躯干和足一起进行配合的运动又会是怎么样的无从而知，所以本发明就从足的运动、足加躯干的运动、躯干的运动这三个方面进行了设计，希望能用这样一个模型，可以揭示多足生物运动的机理，也能应用于教育领域，给学生一个很好的、很直观的观察学习物品。从而为蜈蚣等多足生物仿生学的研究提供现实模型，并且应用于生物教学。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于Arduino蓝牙无线下载的多足机器人，其特征在于：包括头部和与头部相连的躯干部，所述头部内设有避障装置，所述躯干部包括若干节依次铰接的躯干节，每个躯干节包括一对或两对对称设置在躯干节两侧的足，驱动每个足运动的第一驱动装置，驱动躯干节运动的第二驱动装置，所述多足机器人还包括控制所述第一驱动装置和第二驱动装置的控制板，所述躯干部还设有为主控板、第一驱动装置、第二驱动装置和提供电源的电源模块。
2.根据权利要求1所述的多足机器人，其特征在于：所述头部上设有触角，在头部内部设有与触角根部相连，并驱动触角抖动的马达，所述马达与控制板相连。
3.根据权利要求2所述的多足机器人，其特征在于：所述控制板包括设置在与头部相连的第一节躯干节内的主控制板和设置在其他躯干节内的从控制板，所述主控制板与从控制板相连。
4.根据权利要求3所述的多足机器人，其特征在于：所述主控板设有用于与上位机通信的Arduino蓝牙通信模块。
5.根据权利要求3所述的多足机器人，其特征在于：所述第二驱动装置为舵机，所述舵机的顶面和底面水平铰接在联结框架的首端，所述舵机的侧面垂直铰接在转机框架的尾端，所述转机框架首端与前一节躯干节的联结框架的尾端或头部尾端固定连接。
6.根据权利要求5所述的多足机器人，其特征在于：所述第一驱动装置为马达，所述马达固定在联结框架内侧纵向中部，并与两侧的足相连。
7.根据权利要求1-6任一项所述的多足机器人，其特征在于：所述身体两侧分别设有躲避同侧障碍物的避障装置。
8.根据权利要求7所述的多足机器人，其特征在于：所述避障装置为超声波传感器。
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