CN216748540U - 一种四足机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四足机器人，应用于机器人技术领域，本实用新型四足机器人利用超声波传感器将周围环境的信息收集传输到树莓派控制模块上，在将识别结果转换为串口数据发送至舵机执行运动，实现四足机器人的自动避障等功能。四足机器人开机后，超声波传感器即周边障碍物情况进行收集并传递给树莓派控制模块，树莓派控制模块计算出合理的移动路径，将PWM信号发送给舵机组驱动四足机器人移动。除此之外，超声波传感器在四足机器人移动过程中实时向树莓派控制模块更新附近的障碍物位置信息，树莓派控制模块根据各个方向障碍物的距离变化进一步不断的修正行进方向。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，更具体的说是涉及一种四足机器人。
背景技术
传统机器人运动方式多为履带式，轮式结构，虽具有很快移动速度，但受限于地形的要求较大，避障能力差，现改为四足仿生运动结构，模仿生物运动方式，模拟生物避障能力，从而应对不同地形的特殊环境，但对四足结构仿生来讲，很大程度上对运动结构部件的完整性需求很高，一旦有一足受损就会使整体平衡失衡，不能像履带式，轮式一样可以临时替换或者在受损情况下仍能保持运作。
受硬件条件制约，四足机器人存在运动方式复杂操控难度大，特别处于复杂障碍物条件环境中，容易因为延迟等因素避障失败，针对该问题设计四足机器人系统，助力从源头辨识障碍物分析问题，为四足机器人的良好利用提供保证。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种四足机器人，降低操控难度，助力从源头辨识障碍物。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种四足机器人，包括主体框架以及与所述主体框架连接的四肢，还包括：传感器组、控制器、舵机和舵机驱动器；其中，所述传感器组有若干传感器组成，所述传感器分散设置在所述主体框架上；所述控制器的输入端口与所述传感器电性连接；所述舵机安装在四肢的关节处，所述舵机通过所述舵机驱动器与所述控制器的输出端口电性连接。
通过上述技术方案，本实用新型的技术效果在于：通过传感器获取环境数据，环境数据通过串行输出口传送控制器内，控制器对路径信息进行规划和处理，随后控制器将路径信号传递给相应的舵机，降低操控难度。
可选的，在上述的一种四足机器人中，所述传感器组为超声波传感器；每个所述超声波传感器发射方向均不相同。
可选的，在上述的一种四足机器人中，所述控制器包括树莓派控制模块和PWM功率控制模块；所述树莓派控制模块与所述传感器组电性连接，接收环境数据；所述PWM功率控制模块与所述树莓派控制模块连接；所述PWM功率控制模块根据所述树莓派控制模块的控制指令，发送PWM信号。
可选的，在上述的一种四足机器人中，所述舵机驱动器与所述PWM功率控制模块电性连接；所述舵机驱动器根据所述PWM信号控制所述舵机动作。
可选的，在上述的一种四足机器人中，还包括扩展部件；所述扩展部件卡接在所述主体框架上，所述扩展部件的控制端与所述控制器电性连接。
可选的，在上述的一种四足机器人中，电源为3S2000锂电池。
可选的，在上述的一种四足机器人中，还包括通信模块，所述通信模块通过无线方式与云平台进行交互。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种四足机器人，四足机器人利用超声波传感器将周围环境的信息收集传输到树莓派控制模块上，在将识别结果转换为串口数据发送至舵机执行运动，实现四足机器人的自动避障等功能。四足机器人开机后，超声波传感器即周边障碍物情况进行收集并传递给树莓派控制模块，树莓派控制模块计算出合理的移动路径，将PWM信号发送给舵机组驱动四足机器人移动。除此之外，超声波传感器在四足机器人移动过程中实时向树莓派控制模块更新附近的障碍物位置信息，树莓派控制模块根据各个方向障碍物的距离变化进一步不断的修正行进方向。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种四足机器人，四足机器人利用超声波传感器将周围环境的信息收集传输到树莓派控制模块上，在将识别结果转换为串口数据发送至舵机执行运动，实现四足机器人的自动避障等功能。四足机器人开机后，超声波传感器即周边障碍物情况进行收集并传递给树莓派控制模块，树莓派控制模块计算出合理的移动路径，将PWM信号发送给舵机组驱动四足机器人移动。除此之外，超声波传感器在四足机器人移动过程中实时向树莓派控制模块更新附近的障碍物位置信息，树莓派控制模块根据各个方向障碍物的距离变化进一步不断的修正行进方向。
本实用新型的实施例公开了一种四足机器人，如图1所示，包括主体框架以及与所述主体框架连接的四肢，还包括：传感器组、控制器、舵机和舵机驱动器；其中，所述传感器组有若干传感器组成，所述传感器分散设置在所述主体框架上；所述控制器的输入端口与所述传感器电性连接；所述舵机安装在四肢的关节处，所述舵机通过所述舵机驱动器与所述控制器的输出端口电性连接。
具体地，在日常使用四足机器人时，无需凭借自身主观意识对四足机器人的运动轨迹和姿态进行操控，四足机器人通过超声波传感器对周边障碍物进行测距定位，以此精准性规划移动路径，并且在四足机器人移动过程中，由超声波传感器收到障碍物距离的变化情况，对避障路径进一步优化。充分借助单片机编程控制舵机组进行相应运动从而实现自动规划避障路线，并可实时对路线进行修正，编程控制舵机组机构实现自动避障运行。通过传感器获取环境数据，环境数据通过串行输出口传送控制器内，控制器对路径信息进行规划和处理，随后控制器将路径信号传递给相应的舵机，降低操控难度。
为了进一步优化上述技术方案，所述传感器组为超声波传感器；每个所述超声波传感器发射方向均不相同。
为了进一步优化上述技术方案，所述控制器包括树莓派控制模块和PWM功率控制模块；所述树莓派控制模块与所述传感器组电性连接，接收环境数据；所述PWM功率控制模块与所述树莓派控制模块连接；所述PWM功率控制模块根据所述树莓派控制模块的控制指令，发送PWM信号。
具体地，树莓派控制模块是由多个系统单元构成，不同系统单元承担的职能不尽相同，主要包含树莓派4B以及PWM功率控制模块。树莓派控制模块主要对传感器收集到的周边障碍物信息进行处理并计算出避障路径：第一，初始情况下路径计算。四足机器人开机后，传感器即对周边障碍物情况进行收集并传递给树莓派控制模块，树莓派控制模块计算出合理的移动路径，将PWM信号发送给舵机组驱动四足机器人移动。第二，修正路线。超声波传感器在四足机器人移动过程中实时向树莓派控制模块更新附近的障碍物位置信息，树莓派控制模块根据各个方向障碍物的距离变化进一步不断的修正行进方向。
为了进一步优化上述技术方案，所述舵机驱动器与所述PWM功率控制模块电性连接；所述舵机驱动器根据所述PWM信号控制所述舵机动作。
具体地。共有12个舵机，每个腿三个舵机，分布在每个腿的关节处，可以配合树莓派控制模块的路径指令，控制四足机器人各种姿态调节。
其中还包括：系统软件设计选用python语言编程，对单片机通过有效编程以此实现多元化功能，若发现存在传感器信号输入，则自行计算路径信息。传感器数据主要通过串行输出口传送至树莓派控制模块内，树莓派控制模块对路径信息进行规划和处理，随后树莓派控制模块将路径信号传递给相应的舵机。路径规划最终结果包含两种：四足机器人的运动方向，四足机器人的运动姿态。最终辨识结果收到后开启传送带输出子程序，单片机通过串口输出舵机启动和停止，控制机器人运动。同时在四足机器人行进过程中传感器将周围的障碍物数据实时更新，树莓派控制模块也更新路径规划信息。为进一步保证四足机器人的路径规划精确度，需对系统内各重要单元模块进行测试，主要包含与树莓派控制模块和传感器连接测试，舵机运行响应时间测试。
为了进一步优化上述技术方案，还包括扩展部件；所述扩展部件卡接在所述主体框架上，所述扩展部件的控制端与所述控制器电性连接。
具体地，扩展部件为机械手插槽，其中机械手插接在机械手插槽内，通过树莓派控制模块控制机械手抓取物品。
为了进一步优化上述技术方案，电源为3S2000锂电池。
为了进一步优化上述技术方案，还包括通信模块，所述通信模块通过无线方式与云平台进行交互。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种四足机器人，包括主体框架以及与所述主体框架连接的四肢，其特征在于，还包括：传感器组、控制器、舵机和舵机驱动器；其中，所述传感器组有若干传感器组成，所述传感器分散设置在所述主体框架上；所述控制器的输入端口与所述传感器电性连接；所述舵机安装在四肢的关节处，所述舵机通过所述舵机驱动器与所述控制器的输出端口电性连接；
所述传感器组为超声波传感器；每个所述超声波传感器发射方向均不相同；
还包括通信模块，所述通信模块通过无线方式与云平台进行交互。
2.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于，所述控制器包括树莓派控制模块和PWM功率控制模块；所述树莓派控制模块与所述传感器组电性连接，接收环境数据；所述PWM功率控制模块与所述树莓派控制模块连接；所述PWM功率控制模块根据所述树莓派控制模块的控制指令，发送PWM信号。
3.根据权利要求2所述的一种四足机器人，其特征在于，所述舵机驱动器与所述PWM功率控制模块电性连接；所述舵机驱动器根据所述PWM信号控制所述舵机动作。
4.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于，还包括扩展部件；所述扩展部件卡接在所述主体框架上，所述扩展部件的控制端与所述控制器电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于，电源为3S2000锂电池。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116909284A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-20 | 苏州光格科技股份有限公司 | 足式机器人避障控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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| CN116909284B (zh) * | 2023-07-27 | 2024-07-26 | 苏州光格科技股份有限公司 | 足式机器人避障控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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