CN206105830U - 一种机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人，包括HiveDuino主控制器模块、由HiveDuino主控制器控制模块的HiveDuino传感器模块和HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块；HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块的边缘均设有插接口，HiveDuino主控制器、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块通过插接口相互接通任意组合。本实用新型的优点：本实用新型使用的一路PWM信号实现小车方向和速度大小的控制，极大的简化了程序上的设计；开源硬件可编程电子积木开发平台系统可随意添加各种传感器模块，和执行单元，与主机结合实现开放性的功能设计；开源硬件可编程电子积木开发平台模块特有人性化的简易牛角座JTAG插座标志接口符号，可以防止接口误插接线错误而导致烧毁硬件电路或伤人。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体涉及一种可快速拼接的模块化机器人。
背景技术
现有的机器人套件种类繁多，但都是专为实现某一功能而集成设计的，不能自定义任意组合扩展。并且在组装上有很大的复杂性，需要使用杜邦线等进行插接，拼接速度慢，而且接线容易出错，而且功能上也比较单一，在DIY使用上有很大的技术难度，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种可快速拼接的模块化机器人，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
一种机器人，其创新点在于：包括HiveDuino主控制器模块、由HiveDuino主控制器控制模块的HiveDuino传感器模块和HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块；
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块的边缘均设有插接口，HiveDuino主控制器、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块通过插接口相互接通任意组合；
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块均为堆塔式结构，堆塔式结构包括上、中、下三层，上层和下层均为亚克力外壳，中层为PCB电路板，上层和中层之间以及中层和下层之间均采用若干铜柱连接固定。
上层与中层之间的铜柱高度相等，中层与下层之间的铜柱高度也相等，上层与中层之间的铜柱高度大于中层与下层之间的铜柱高度。
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块均成六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处；本实用新型技术方案的正六边形圆角弧形，可以防止普通的棱角设计导致伤人，独特的亚克力外壳保护，可以防止电路板接触金属材质导致短路烧毁，额外避免用户直接接触电路板的焊点，而导致手指刮伤以及防止空气氧化减少寿命，给人一种耳目一新的感觉。
附图说明
图1为本实用新型的一种机器人某一组合形态的结构示意图。
图2为本实用新型的一种机器人某一组合形态的结构示意图。
图3为本实用新型的一种机器人某一组合形态的结构示意图。
图4为本实用新型的一种机器人各模块的侧视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步详细的说明。
如图1至图4所示的一种机器人，包括HiveDuino主控制器模块、由HiveDuino主控制器控制模块的HiveDuino传感器模块和HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块；
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块的边缘均设有插接口，HiveDuino主控制器、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块通过插接口相互接通任意组合；
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块均为堆塔式结构，堆塔式结构包括上、中、下三层，上层1和下层3均为亚克力外壳，中层2为PCB电路板，上层1和中层2之间以及中层2和下层3之间均采用若干铜柱4连接固定。
上层1与中层2之间的铜柱4高度相等，中层2与下层3之间的铜柱4高度也相等，上层1与中层2之间的铜柱4高度大于中层2与下层3之间的铜柱4高度。
本技术方案将传统的循线小车，避障小车，全向移动平台的结合起来，可以以本机器人系统中的主机为中心，加上轮子模块和传感器模块快速拼接出机器人平台，实现用户的功能设计，快速的进行项目开发，应用在工程实例中；本实用新型使用的一路PWM信号实现小车方向和速度大小的控制，极大的简化了程序上的设计；机器人系统可随意添加各种传感器模块，和执行单元，与主机结合实现开放性的功能设计；机器人模块特有人性化的简易牛角座JTAG插座标志接口符号，可以防止接口误插接线错误而导致烧毁硬件电路或伤人。
HiveDuino主控制器的PCB电路板上层设有蓝牙4.0无线通信模块，下层设有基于Arduino的开源硬件电路，上下两层电路板使用双排针和排座进行拼接形成两层或多层结构；
HiveDuino主控制器的PCB电路板边缘还设有若干黄色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座；
HiveDuino主控制器的PCB电路板背面设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，所述绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，所述黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；
HiveDuino主控制器的PCB电路板还内置有UART TTL，UART TTL可通过数字口0和1与外部设备实现串口通信，UART TTL的CP2012串口芯片通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口，通过COM串口可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信；
HiveDuino主控制器的PCB电路板还设有一可解决任何类型的单片机程序串口下载和无线串口通信模块需插拔蓝牙无线通信模块才能直接在线烧录程序的过渡电路；该过渡电路包括第一部分和第二部分，第一部分以CP2012单片机为主体，CP2012单片机的7、8、9号管脚连接同一0.1UF的电容器后在接地，CP2012单片机的3、4、5号管脚连接USB端口，CP2012单片机的28号管脚连接任意电容器，CP2012单片机的25号管脚连接任意二极管，CP2012单片机的24号管脚连接电阻R1，CP2012单片机的剩余管脚均空插；第二部分以ATMEGA328单片机为主体，ATMEGA328单片机的17号管脚依次串联发光二极管和电阻R14后接地，ATMEGA328单片机的18号管脚接电源，ATMEGA328单片机的30号管脚接串联一电阻R2后接电源，ATMEGA328单片机的7和8号管脚接一保护电路，ATMEGA328单片机剩余管脚分别与HiveDuino主控制器的PCB电路板的通信端口连接。
本技术方案的接口采用特有人性化带定位功能的DC3简易牛角座JTAG插座标志符号，可以防止接口误插接错误而导致程序运行不能得到预想效果，甚至接线错误烧毁硬件电路或伤人；主控制器采用黄绿蓝三种不同颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口标记提示，LED指示灯颜色和端口引脚的数据类型一一对应，这样就可以更容易的分辨出引脚号，使用不易出错，防止因为误操作带来很多问题；自主研发设计蓝牙4.0无线通信技术电路，摆脱了传统的蓝牙无线通信和程序烧录串口下载之间共用的冲突困扰，解决所有类型的单片机程序下载和无线串口通信模块之间共用的痛点，无需插拔蓝牙无线通信模块，就能直接在线烧录程序；程序下载设计：(1)支持传统的电脑PC端软件方口USB数据线插线式程序烧录下载；(2)为了摆脱下载线材带来的插接困扰，开发出蓝牙无线编程烧录下载方式，应用程序可以通过串口实现USB蓝牙串口模块和Arduino主控制器连接配对，电脑PC建立蓝牙HID连接，进而这样更加方面自由地进行远程无线调试，无线程序升级下载等功能；(3)为了考虑用户在户外使用或者出差远离体积大、质量重的电脑，方便在任何场合下进行设备的现场调试和遥控，开发出手机、平板客户端利用蓝牙4.0无线通信技术配对，这样就可以方便自由地对设备进行编程开发、无线程序下载、远程调试等。
HiveDuino传感器模块的PCB电路板边缘还设有若干黄色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座以及黑色的定位排母；
HiveDuino传感器模块的PCB电路板设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；
HiveDuino传感器模块的PCB电路板还设有冲突报警电路A，该冲突报警电路A由三块Header5X2单片机P1、P2和P3为主体组成，P1的1、2号管脚和P2、P3的9、10号管脚均与电源接通，P1的3、4号管脚和P2、P3的7、8号管脚均接地，P1的5、7、9号管脚与P2、P3的1、3、5号管脚一一对应串联，P1的9号管脚还串联一电阻R8后接电源，P3的1号管脚还依次串联二极管U3、电阻R10、发光二极管D2，发光二极管D2两端并联一保护电阻R9，二极管U3接地，发光二极管D2接电源。
本实用新型方案采用2个黄色特有人性化带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座和1个黑色的定位排母，摆脱市面上现有的排针和杂乱的杜邦线连接带来的困扰，定位插座而且可以防止插反错误而导致烧毁硬件电路或伤人。模块后面2个插座方便传感器模块和其他模块之间任意扩展拼接级联，保证可以在平面上随意扩展而不是只在一条线上面可扩展；传感器上面电路板使用黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，LED指示灯颜色和传感器的数据类型一一对应，这样就可以根据LED灯的颜色分辨出传感器的数据类型，区分和主控制器连接时单片机引脚号端口，使用不易出错从而更好的开发使用，防止因为误操作带来很多问题；当有两个相同数据类型传感器模块插接在一起占用同一个引脚时，那么这两个模块的冲突报警指示灯就会闪烁提示模块冲突，表示模块插接方式有问题，这样更让用户清楚地知道接线错误。
HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板边缘还设有若干黑色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座配套的排母插头；
HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；
HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板还设有冲突报警电路B，该冲突报警电路B以Header5X2单片机P4为主体，P4的1、2号管脚接电源，P4的3、4号管脚接地，P4的5、7号管脚空插，P4的9号管脚还依次串联二极管U3、电阻R5、发光二极管D3，发光二极管D3两端并联一保护电阻R4，二极管U3接地，发光二极管D3接电源，P4的9号管脚还串联一电阻R3后接电源，P4的剩余管脚分别与通信端口对应连通；
HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板周边还设有配套的轮子，轮子可以是普通小车的橡胶轮子或全向轮，HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板底部还可以加装万向轮；
HiveDuino电机驱动模块的PCB电路板内置单片机的一路PWM波信号驱动L9110S电机驱动芯片。
本实用新型技术方案的电机驱动模块采用黑色带定位功能的JTAG简易牛角插座配套的排母插头，摆脱了排针和杂乱的杜邦线连接带来的困扰，定位插头方便和其他模块进行拼接而且可以防止插反错误而导致烧毁硬件电路或伤人；电机驱动模块利用黄色LED指示灯标记提示模块的数据类型，这样就可以方便用户根据LED灯的颜色分辨出电机驱动模块的数据类型，区分和主控制器连接时单片机引脚号端口，使用不易出错从而更好的开发使用，防止因为误操作带来很多问题；电机驱动模块属于模拟量输出，如果两个同种数据类型的模块插接在一起占用一个IO口，那么这两个模块的冲突报警指示灯就会闪烁提示模块冲突，表示模块插接方式有问题，这样更让用户清楚地知道接线错误，更换插接引脚即可；电机驱动模块可根据喜好或需求随意更换轮子类型，比如普通小车的橡胶轮子，或全向轮，同时电路板底部还可以加装万向轮，从而设计不同结构功能的机器人，不必要再单独购置另一种实现特定功能的机器人；用户搭建的机器人小车可以随意改变电机和轮子的方向，电机驱动模块提供每隔30度为一个档位，一共可以切换5个角度的电机和轮子方向，防止因为机器人结构的改变而轮子不能调整到有效的安装位置；采用独家内置单片机的一路PWM波信号驱动L9110S电机驱动芯片，从而控制电机的正反方向和转速的大小，抛开了市面上现有的电机驱动硬件电路的复杂操作，极大的简化了软件开发和硬件接口上的设计，解决了传统驱动芯片严重的发热问题，控制精度高，体积迷你小巧；完全免焊接的电机驱动插接模块，利用模块间的自由拼接可以按照自己的想法灵活组合快速拼接出设计机器人平台不同外观和机身结构。
HiveDuino电池模块的PCB电路板边缘设有黑色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座配套的排母插头；
HiveDuino电池模块的PCB电路板设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；
HiveDuino电池模块的PCB电路板还设有冲突报警电路C，该冲突报警电路C以Header5X2单片机P5为主体，P5的1、2号管脚接电源，P5的3、4号管脚接地，P5的5、7号管脚空插，P5的9号管脚还依次串联二极管U3、电阻R9、发光二极管D2，发光二极管D2两端并联一保护电阻R8，二极管U3接地，发光二极管D2接电源，P5的9号管脚还串联一电阻R7后接电源，P5的剩余管脚分别与通信端口对应连通；
HiveDuino电池模块的PCB电路板还设有3.7V锂电池以及充电电路，充电电路与锂电池采用mico USB接口输入，充电电路的核心采用充电芯片TP4056；
HiveDuino电池模块的PCB电路板还设有锂电池升压电路，升压电路采用超小封装DC-DC直流升压SX1308芯片。
本实用新型方案电源模块采用黑色带定位功能的JTAG简易牛角插座配套的排母插头，摆脱了排针和杂乱的杜邦线连接带来的困扰，定位插头方便和其他模块进行拼接而且可以防止插反错误而导致烧毁硬件电路或伤人；电源模块利用绿色LED指示灯标记提示模块的数据类型，这样就可以方便用户根据LED灯的颜色分辨出电机驱动模块的数据类型，区分和主控制器连接时单片机引脚号端口，使用不易出错从而更好的开发使用，防止因为误操作带来很多问题；电源模块属于模拟量输出，如果两个同种数据类型的模块插接在一起占用一个IO口，那么这两个模块的冲突报警指示灯就会闪烁提示模块冲突，表示模块插接方式有问题，这样更让用户清楚地知道接线错误，更换插接引脚即可；电源模块里采用3.7V锂电池供电，电池放电自带保护电路，采用mico USB接口输入给电池充电，板载设计了锂电池充电电路，充电电路非常成熟的TP4056充电芯片，外围电路简单，保护性能好，充电精度高，充电电流可调，设计有充电指示灯，红色LED灯点亮说明处于充电状态，红色和蓝色LED常亮说明充电完成，精准稳定，充满自停，使用非常方面；电源模块为了满足负载供电的需求，设计了升压电路，将锂电池电压3.7v升5v，升压电路采用超小封装DC-DC直流升压SX1308芯片设计而成，应用电路非常简单，外围器件极少，输入电压和输出电压范围可调。该电路具有短路保护，过热保护，转换效率高等功能，具有更高的可靠性，安全性；电源模块设计了人性化的电池电量检测的功能，通过锂电池和电阻分压，通过单片机的ADC采集输入，测量电压输入的大小，从而检测电量的多少。
HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块均成六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处；本实用新型技术方案的正六边形圆角弧形，可以防止普通的棱角设计导致伤人，独特的亚克力外壳保护，可以防止电路板接触金属材质导致短路烧毁，额外避免用户直接接触电路板的焊点，而导致手指刮伤以及防止空气氧化减少寿命，给人一种耳目一新的感觉。
以上所述仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种机器人，其特征在于：包括HiveDuino主控制器模块、由HiveDuino主控制器控制模块的HiveDuino传感器模块和HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块；
所述HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块的边缘均设有插接口，所述HiveDuino主控制器、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块通过插接口相互接通任意组合；
所述HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及给各部分供电的HiveDuino电池模块均为堆塔式结构，所述堆塔式结构包括上层(1)、中层(2)和下层(3)，所述上层(1)和下层(3)均为亚克力外壳，所述中层(2)为PCB电路板，所述上层(1)和中层(2)之间以及中层(2)和下层(3)之间均采用若干铜柱(4)连接固定；
所述上层(1)与中层(2)之间的铜柱(4)高度相等，所述中层(2)与下层(3)之间的铜柱(4)高度也相等，所述上层(1)与中层(2)之间的铜柱(4)高度大于中层(2)与下层(3)之间的铜柱(4)高度。
2.根据权利要求1所述的一种机器人，其特征在于：所述HiveDuino主控制器模块、HiveDuino传感器模块、HiveDuino电机驱动模块以及HiveDuino电池模块均成六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处。
Priority Applications (1)
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| CN201620879239.5U CN206105830U (zh) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 一种机器人 |
Publications (1)
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| CN106994682A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-01 | 李双双 | 一种教学用的新型机械装置 |
| CN107991941A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-04 | 北京卫星制造厂 | 一种mechatrolink-ⅱ总线型驱动控制系统 |
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