框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)，尤其涉及一種框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)ο
【背景技術(shù)】
[0002]按照傳統(tǒng)的DSP開發(fā)模式進(jìn)行開發(fā)，需要工程師進(jìn)行仿真、編程、查錯(cuò)及調(diào)試，是一個(gè)復(fù)雜而又長(zhǎng)久的過程。當(dāng)需要更新算法或出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)過程較為獨(dú)立，且開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。而當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品開發(fā)要求在短時(shí)間、低成本的前提下完成?？焖倏刂圃图夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生?？焖倏刂圃图夹g(shù)將傳統(tǒng)開發(fā)方式中的各個(gè)階段有機(jī)的結(jié)合起來，在虛擬、可視的開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真，自動(dòng)代碼生成，快速地進(jìn)行硬件測(cè)試，極大地縮短了開發(fā)周期，減少代碼錯(cuò)誤，提高開發(fā)效率。
[0003]倒立機(jī)器人是一種平衡機(jī)器人，是自治移動(dòng)式機(jī)器人家族中重要的一類，是一種典型的多變量非線性系統(tǒng)，常常作為科研實(shí)驗(yàn)儀器使用。利用快速控制原型技術(shù)來完成倒立機(jī)器人平衡控制，在算法設(shè)計(jì)階段即可驗(yàn)證算法的正確性，縮短了開發(fā)周期，減少或消除代碼錯(cuò)誤。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)，其使得在開發(fā)倒立機(jī)器人時(shí)，在最初的設(shè)計(jì)階段即可在框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)中進(jìn)行各種驗(yàn)證，在開發(fā)早期減少或消除可能的錯(cuò)誤及缺陷，從而達(dá)到節(jié)省開支，降低物耗的目的。
[0005]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:一種框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)，其包括倒立機(jī)器人本體、USB接口轉(zhuǎn)串行接口模塊和計(jì)算機(jī)；
[0006]所述倒立機(jī)器人本體包括框架、電池、控制電路板、兩個(gè)直流電機(jī)和兩個(gè)輪子；
[0007]所述框架呈方形，所述兩個(gè)直流電機(jī)均固定于所述框架的底板上，其輸出軸分別垂直于所述框架的兩個(gè)側(cè)板，并位于所述框架的外部;所述兩個(gè)輪子分別同軸地固定于所述兩個(gè)直流電機(jī)的輸出軸上；
[0008]所述電池固定于所述框架內(nèi)，并位于所述直流電機(jī)的上方，所述電池用于向所述直流電機(jī)提供電能；
[0009]所述控制電路板也安裝于所述框架內(nèi)，用于對(duì)所述倒立機(jī)器人本體進(jìn)行控制；
[0010]所述計(jì)算機(jī)通過USB接口轉(zhuǎn)串行接口模塊連接于所述倒立機(jī)器人本體的控制電路板。
[0011 ]可選的，所述控制電路板上設(shè)置有控制器模塊、陀螺儀模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。
[0012]可選的，所述陀螺儀模塊與所述控制器模塊信號(hào)連接，以將其檢測(cè)的所述倒立機(jī)器人本體的傾角信息發(fā)送至所述控制器模塊。
[0013]可選的，所述控制器模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別與兩個(gè)直流電機(jī)連接。
[0014]本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型的框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)將傳統(tǒng)開發(fā)模式中的幾個(gè)相互獨(dú)立的階段有機(jī)的結(jié)合了起來，使得倒立機(jī)器人的開發(fā)過程是一個(gè)并行的過程，有效實(shí)現(xiàn)了不同階段的無縫集成。在最初的設(shè)計(jì)階段即可在框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)中進(jìn)行各種驗(yàn)證，在開發(fā)早期減少或消除可能的錯(cuò)誤及缺陷，從而達(dá)到節(jié)省開支，降低物耗的目的。本實(shí)用新型的框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)利用MATLAB/S頂U(kuò)LINK等開發(fā)平臺(tái)建立系統(tǒng)模型，自動(dòng)生成代碼，可以產(chǎn)生高效無誤的代碼，極大地提高了開發(fā)效率。同時(shí)，建立的系統(tǒng)模型可以根據(jù)各種硬件平臺(tái)生成相應(yīng)代碼而廣泛應(yīng)用，性價(jià)比高、擴(kuò)展性好、維護(hù)方便。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的倒立機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的倒立機(jī)器人本體的控制器模塊上的各分立元件的連接關(guān)系示意圖；
[0018]圖中標(biāo)記示意為:1_倒立機(jī)器人本體；11-框架；12-電池；13-直流電機(jī)；14-輪子；15-控制器模塊；16-陀螺儀模塊;17-電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊;18-供電模塊;2-USB接口轉(zhuǎn)串行接口模塊;3-計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[0020]實(shí)施例1
[0021]本實(shí)施例提供了一種框架式倒立機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)，其包括倒立機(jī)器人本體1、USB接口轉(zhuǎn)串行接口模塊2和計(jì)算機(jī)3。
[0022]所述倒立機(jī)器人本體包括框架11、電池12、兩個(gè)直流電機(jī)13(帶編碼器)、兩個(gè)輪子14和控制電路板。
[0023]所述框架呈方形，所述兩個(gè)直流電機(jī)均固定于所述框架的底板上，并且其輸出軸分別垂直于所述框架的兩個(gè)側(cè)板，并位于所述框架的外部;所述兩個(gè)輪子分別同軸地固定于所述兩個(gè)直流電機(jī)的輸出軸上，以當(dāng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能分別帶動(dòng)固定于電機(jī)上的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。所述直流電機(jī)包括編碼器，以通過所述編碼器準(zhǔn)確地知曉所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子(輸出軸)的位置，從而可以通過閉環(huán)的方式對(duì)所述直流電機(jī)進(jìn)行控制，以提高對(duì)該直流電機(jī)的控制精度。
[0024]所述電池固定于所述框架內(nèi)，并位于所述直流電機(jī)的上方，所述電池可以向所述直流電機(jī)提供電能，從而使得所述直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]所述控制電路板也安裝于所述框架內(nèi)，且所述倒立機(jī)器人本體的控制系統(tǒng)的分立元件，即控制器模塊15、陀螺儀模塊16和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊17均設(shè)置于所述控制電路板上，所述控制器模塊、陀螺儀模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均為分立的電路板，此時(shí)，所述控制器模塊、陀螺儀模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊均通過固定孔安裝在車體中央的控制電路板上。
[0026]本實(shí)施例中，所述陀螺儀模塊與所述控制器模塊信號(hào)連接，以將其檢測(cè)的所述倒立機(jī)器人本體的傾角信息發(fā)送至所述控制器模塊，本實(shí)施例中，所述陀螺儀模塊可以選用型號(hào)為MPU6050的陀螺加速度計(jì)，所述陀螺加速度計(jì)為一個(gè)分立的電路板，位于框架的中部右側(cè)，其內(nèi)部包括處理器和通信接口，所述處理器可以將倒立機(jī)器人本體的傾角數(shù)據(jù)通過所述通信接口發(fā)送至控制器模塊;本實(shí)施例中，所述通信接口為串行通信接口，從而使得所述處理器控制所述串行通信接口將所述MPU6050所獲取的倒立機(jī)器人本體的傾角參數(shù)輸出。
[0027]所述控制器模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊