CN204477789U - 基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，包括台灯本体及控制系统，台灯本体包括基座、第一杆臂、第二杆臂、灯罩，基座和第一杆臂之间通过第一铰链连接，第一杆臂和第二杆臂之间通过第二铰链连接，第二杆臂和灯罩之间通过第三铰链连接，第一铰链、第二铰链、第三铰链、基座内和灯罩内均设有舵机；控制系统包括单片机、多个红外避障传感器模块、加速度传感器及供电模块，多个红外避障传感器模块和加速度传感器分别与单片机相连接，单片机通过驱动电路与五个舵机连接进而控制五个舵机发生定角度转动。本实用新型优点：可实现避障，且控制可靠稳定，运动灵活多样，功能多样化，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能台灯技术领域，尤其涉及的是一种基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯。
背景技术
随着电子技术的不断发展，人们对电子产品的要求越来越高，对台灯性能的要求也越来越苛刻。目前市场上出现了各种类型的台灯，但普遍只注重外观和灯光的亮度调节等基本功能，这些台灯功能单一，只具备简单的用户体验，功能都大同小异，智能化程度低。
2009年南京理工大学陈宏庆完成了基于视觉的六自由度机械臂控制方法；2011年哈尔滨工程大学陈军完成了多自由机械臂的实时仿真系统的研究；前年惠灵顿维多利亚大学的三位大学生设计制作了能够追踪人脸的台灯。虽然目前国内机械人技术已广泛应用于工业制造、医学治疗、军事以及太空探索等领域，但在我们的日常生活中鲜少看到多自由度机械臂在台灯上的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，包括台灯本体及控制系统，所述台灯本体包括从下往上依次连接的基座、第一杆臂、第二杆臂、灯罩，所述基座和第一杆臂之间通过第一铰链连接，所述第一杆臂和第二杆臂之间通过第二铰链连接，所述第二杆臂和灯罩之间通过第三铰链连接，所述灯罩尾端设有与其活动连接的连接轴，所述灯罩通过连接轴连接到第三铰链上，所述第一铰链上、第二铰链上、第三铰链上对应设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机，所述基座内设有第四舵机，所述灯罩内设有第五舵机，所述第一舵机控制第一杆臂在竖直平面内转动，所述第二舵机控制第二杆臂相对于第一杆臂在竖直面内转动，所述第三舵机控制灯罩相对于第二杆臂在竖直面内转动，所述第四舵机控制第一杆臂在水平面内转动，所述第五舵机控制灯罩沿着与所述连接轴相垂直的平面转动；所述控制系统包括单片机、多个红外避障传感器模块、加速度传感器及供电模块，所述多个红外避障传感器模块和加速度传感器分别与单片机相连接，所述单片机通过驱动电路与五个舵机连接进而控制五个舵机发生定角度转动，所述供电模块用于对所述控制系统供电；所述多个红外避障传感器模块分布于所述灯罩外围及第二舵机上，所述加速度传感器位于所述灯罩内部。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述控制系统包括8个红外避障传感器模块，其中6个红外避障传感器模块分布于所述灯罩外围的前后左右上下六个方位，另外2个红外避障传感器模块分布于第二铰链上。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述供电模块包括电源模块及降压模块。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述灯罩内设有LED灯。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述加速度传感器为MMA8452型加速度传感器。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述五个舵机为MG945系列舵机或POWER HD系列舵机。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述第一杆臂和第二杆臂均由两个单杆组成，每个单杆两端分别与对应的铰链连接以构成两组平行四边形结构。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：
本实用新型提供的一种基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，结构设计科学合理，形式新颖有趣。通过其设置的多个红外避障传感器模块感知台灯附近六个方向的障碍物的靠近，然后将信号传输给单片机，单片机对信号进行分析判断后，发出有效的控制信号，经过驱动电路来驱动舵机作相应的定角度转动，进而实现特定杆臂的特定运动，达到避障的目的；控制可靠稳定，运动灵活多样，功能多样化，实用性强，前景广阔。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是实用新型的内部电路结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1、图2，本实施例提供的一种基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，包括台灯本体及控制系统，台灯本体包括从下往上依次连接的基座1、第一杆臂3、第二杆臂5、灯罩6，灯罩6内设有LED灯13。基座1和第一杆臂3之间通过第一铰链16连接，第一杆臂3和第二杆臂5之间通过第二铰链17连接，第二杆臂5和灯罩6之间通过第三铰链18连接，灯罩6尾端设有与其活动连接的连接轴8，灯罩6通过连接轴8连接到第三铰链18上。第一铰链16上、第二铰链17上、第三铰链18上对应设置有第一舵机2、第二舵机4、第三舵机19，基座1内设有第四舵机15，灯罩6内设有第五舵机20。第一舵机2控制第一杆臂3在竖直平面内转动，第二舵机4控制第二杆臂5相对于第一杆臂3在竖直面内转动，第三舵机19控制灯罩6相对于第二杆臂5在竖直面内转动，第四舵机15控制第一杆臂3在水平面内转动，第五舵机20控制灯罩6沿着与连接轴8相垂直的平面转动。从而使得该台灯实现多自由度转动。
其中，第一杆臂3和第二杆臂5均由两个单杆组成，每个单杆两端分别与对应的铰链连接以构成两组平行四边形结构，此种结构能使得该台灯稳定性更好。
控制系统包括单片机9、多个红外避障传感器模块7、加速度传感器及供电模块，五个舵机为MG945系列舵机或POWER HD系列舵机；加速度传感器为MMA8452型加速度传感器。多个红外避障传感器模块7和加速度传感器分别与单片机9相连接，单片机9通过驱动电路10与五个舵机连接进而控制五个舵机发生定角度转动，供电模块用于对控制系统供电。供电模块包括电源模块12及降压模块11，可由民用电220V交流电作为供电电源14，通过电源模块12转12V直流，再通过降压模块11降至5V和6V，以供单片机9和舵机使用。本实施例中，LED灯13可直接使用民用电，无需转换。
多个红外避障传感器模块7分布于灯罩6外围及第二舵机4上，作为优选，控制系统包括8个红外避障传感器模块7，其中6个红外避障传感器模块7分布于灯罩6外围的前后左右上下六个方位，用于感知灯罩6外围六个方位上的障碍物的靠近；另外2个红外避障传感器模块7分布于第二铰链17上，用于辅助上述6个红外避障传感器模块7。
加速度传感器位于灯罩6内部，用以保持灯罩6方向的绝对不变。
当红外避障传感器模块7感知到障碍物的靠近时，会将信号传输给单片机9，单片机9对信号进行分析判断，发出有效的控制信号，经过驱动电路10来驱动第一舵机2或第二舵机4进行定角度转动，进而实现相应杆臂的特定运动，达到避障的目的。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，包括台灯本体及控制系统，所述台灯本体包括从下往上依次连接的基座、第一杆臂、第二杆臂、灯罩，其特征在于：所述基座和第一杆臂之间通过第一铰链连接，所述第一杆臂和第二杆臂之间通过第二铰链连接，所述第二杆臂和灯罩之间通过第三铰链连接，所述灯罩尾端设有与其活动连接的连接轴，所述灯罩通过连接轴连接到第三铰链上，所述第一铰链上、第二铰链上、第三铰链上对应设置有第一舵机、第二舵机、第三舵机，所述基座内设有第四舵机，所述灯罩内设有第五舵机，所述第一舵机控制第一杆臂在竖直平面内转动，所述第二舵机控制第二杆臂相对于第一杆臂在竖直面内转动，所述第三舵机控制灯罩相对于第二杆臂在竖直面内转动，所述第四舵机控制第一杆臂在水平面内转动，所述第五舵机控制灯罩沿着与所述连接轴相垂直的平面转动；所述控制系统包括单片机、多个红外避障传感器模块、加速度传感器及供电模块，所述多个红外避障传感器模块和加速度传感器分别与单片机相连接，所述单片机通过驱动电路与五个舵机连接进而控制五个舵机发生定角度转动，所述供电模块用于对所述控制系统供电；所述多个红外避障传感器模块分布于所述灯罩外围及第二舵机上，所述加速度传感器位于所述灯罩内部。
2.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述控制系统包括8个红外避障传感器模块，其中6个红外避障传感器模块分布于所述灯罩外围的前后左右上下六个方位，另外2个红外避障传感器模块分布于第二铰链上。
3.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述供电模块包括电源模块及降压模块。
4.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述灯罩内设有LED灯。
5.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述加速度传感器为MMA8452型加速度传感器。
6.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述五个舵机为MG945系列舵机或Power HD系列舵机。
7.如权利要求1所述的基于多自由度柔性机械臂的智能避障台灯，其特征在于：所述第一杆臂和第二杆臂均由两个单杆组成，每个单杆两端分别与对应的铰链连接以构成两组平行四边形结构。
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|---|---|---|---|---|
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| CN105636245A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-06-01 | 温岭市太平高级职业中学 | 一种结合射频通信系统的五自由度Li-Fi无线通讯装置 |
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| CN110081368A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-02 | 上海电力学院 | 基于多种传感器的节电智能台灯 |
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