一种机器人控制装置的制作方法

本实用新型涉及智能控制电路技术领域，尤其涉及一种机器人控制装置。

背景技术：

现如今，随着科学技术的发展，机器人技术也越来越受到关注。现有技术中，存在一种用于跨越地形的机器人，这种机器人通过拥有红外线检测电路、舵机控制电路、电机驱动电路和主控电路的控制装置进行控制，但这种机器人的控制装置由于无法获取机器人的运行速度和机身角速度，使得现有的控制装置在控制机器人时准确度不高，且现有的控制装置利用红外线检测电路进行障碍识别的方式，存在复杂地形中避障能力较差的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种机器人控制装置，实现机器人的运行速度和机身角速度采集，提高机器人控制的准确性，并通过提高机器人的障碍识别能力，为后续的障碍处理提供准确的数据。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种机器人控制装置，包括：加速度计传感电路、超声测距电路、陀螺仪传感电路、舵机控制电路和主控电路；

所述加速度计传感电路的输出端与所述主控电路的第一数字输入接口连接；

所述超声测距电路与所述主控电路通过串口连接；

所述陀螺仪传感电路的输出端与所述主控电路的第二数字输入接口连接；

所述舵机控制电路与所述主控电路的输出端连接。

进一步的，还包括：红外光电检测电路；

所述红外光电检测电路与所述主控电路的输入端连接。

进一步的，所述加速度计传感电路包括：三轴加速传感器；

所述三轴加速传感器的iic数字输出接口与所述主控电路的第一数字输入接口连接。

进一步的，所述三轴加速传感器为lsm303dlh芯片。

进一步的，所述超声测距电路包括：超声波发射器、超声波接收器与超声波控制单元；

所述超声波发射器与所述超声波控制单元的输出端连接；

所述超声波接收器与所述超声波控制单元的输入端连接；

所述控制单元与所述主控电路通过串口连接。

进一步的，所述陀螺仪传感电路包括：三轴陀螺仪；

所述三轴陀螺仪的iic数字输出接口与所述主控电路的第二数字输入接口连接。

进一步的，所述三轴陀螺仪为三轴角速度传感器芯片l3g4200d。

进一步的，所述舵机控制电路包括：舵机控制器和电机驱动集成电路；

所述舵机控制器的输入端与所述主控电路的输出端连接；

所述舵机控制器的输出端与所述电机驱动集成电路的输入端连接。

进一步的，还包括：通信电路；

所述通信电路至少包括蓝牙通信单元；

所述蓝牙通信单元与所述主控电路的通信接口连接。

进一步的，所述主控电路包括：arduinomega2560控制板。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种机器人控制装置，包括：加速度计传感电路、超声测距电路、陀螺仪传感电路、舵机控制电路和主控电路。加速度计传感电路的输出端与主控电路的第一数字输入接口连接；超声测距电路与主控电路通过串口连接；陀螺仪传感电路的输出端与主控电路的第二数字输入接口连接；舵机控制电路与主控电路的输出端连接。相比于传统的机器人控制装置，本实用新型通过由上述五个电路组成的结构，产生一种新的机器人控制装置，从而实现机器人的运行速度和机身角速度采集，提高机器人控制的准确性，并通过提高机器人的障碍识别能力，为后续的障碍处理提供准确的数据。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例提供的机器人控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型的又一个实施例提供的机器人控制装置的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例提供的加速度计传感电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例提供的陀螺仪传感电路的电路结构示意图；

图5是本实用新型的一个实施例提供的舵机控制电路的电路结构示意图。

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。

请参见图1。

参见图1，是本实用新型的一个实施例提供的机器人控制装置的流程示意图，如图1所示，包括：加速度计传感电路101、超声测距电路102、陀螺仪传感电路103、舵机控制电路104和主控电路105。

加速度计传感电路101的输出端与主控电路105的第一数字输入接口连接。超声测距电路102与主控电路105通过串口连接。陀螺仪传感电路103的输出端与主控电路105的第二数字输入接口连接。舵机控制电路104与主控电路105的输出端连接。

在本实施例中，加速度计传感电路101用于通过测量由于重力引起的加速度后，将采集到的数据通过第一数字输入接口发送到主控电路105，从而使主控电路105对采集到的加速度数据进行处理，获得机器人移动的方式。超声测距电路102用于对障碍物进行检测，并在检测到障碍物时通过串口将实时数据发送到主控电路。陀螺仪传感电路103用于采集机器人的机身角速度，并将采集到的机身角速度通过主控电路105的第二数字输入接口发送到主控电路105，使主控电路对采集到的机身角速度进行处理，从而提高机器人控制的准确性。

需要说明的是，主控电路105对加速度计传感电路101、超声测距电路102以及陀螺仪传感电路103发送的数据进行处理的方法采用常规的技术手段，在此不做赘述。

在本实施例中，与红外传感器、微波雷达等测距传感器相比，超声波传感器指向性好，不易受电磁、光线、灰尘、被测对象颜色、烟雾等影响，而且超声避障实现方便，技术成熟，成本低，因此采用带有超声波传感器的超声测距电路102进行障碍识别。

在本实施例中，超声测距电路102采用hy－srf05超声波测距模块，包括超声波发射器、超声波接收器与超声波控制单元。超声波发射器与超声波控制单元的输出端连接，超声波接收器与超声波控制单元的输入端连接，控制单元与主控电路通过串口连接。

在本实施例中，超声测距电路102可提供2cm～450cm的非接触式测距功能，误差不超过3mm，感应角度不大于15°，工作时超声波发射器会发出8个40khz脉冲信号并由超声波接收器检测回波。超声波接收器一旦检测到回波信号，便可以通过控制单元输出脉冲宽度与障碍物距离成正比的回响信号，并将该回响信号发送到主控电路105进行后续处理，因此大大提高了机器人的障碍识别能力，为后续的障碍处理提供准确的数据。

在本实施例中，主控电路105可以但不限于为arduinomega2560控制板。

请参阅图2。

参见图2，是本实用新型的一个实施例提供的一种机器人控制装置的结构示意图，除图1所示结构外，还包括：红外光电检测电路106和通信电路107。

红外光电检测电路106与主控电路105的输入端连接。通信电路107包括蓝牙通信单元201和wifi单元202，蓝牙通信单元201和wifi单元202与主控电路105的通信接口连接。

在本实施例中，红外光电检测电路106用于增强对障碍物的检测，进一步提高机器人的障碍识别能力。蓝牙通信单元201和wifi单元202用于使主控电路105与外部终端进行通信。

请参阅图3。

参见图3，是本实用新型的一个实施例提供的加速度计传感电路的电路结构示意图。包括三轴加速传感器。

三轴加速传感器的iic数字输出接口与主控电路105的第一数字输入接口连接。

在本实施例中，三轴加速传感器采用集成三轴磁力计和三轴加速计功能的lsm303dlh芯片。lsm303dlh芯片通过scl2和sda2与主控电路105的数字输入接口连接，用于检测机器人x、y、z三个方向的加速度，并将采集到的加速度通过scl2和sda2发送到主控电路105。由于lsm303dlh芯片的磁力计测试范围从1.3gauss到8.1gauss共分为7档，并具有自检测功能，且lsm303dlh芯片的加速计采用12位adc，可以达到1mg的测量精度，因此，可以为主控电路105进行后续数据处理提供准确数据。

请参阅图4。

参见图4，是本实用新型的一个实施例提供的陀螺仪传感电路的电路结构示意图，包括：三轴陀螺仪。

三轴陀螺仪的iic数字输出接口与主控电路105的第二数字输入接口连接。

在本实施例中，三轴陀螺仪为三轴角速度传感器芯片l3g4200d，通过scl1和sda1与主控电路105的第二数字输入接口连接，用于高精度慢速运动测量以及测量超快速的手势和运动，并将测量到的数据发送到主控电路105，为主控电路105提供更高精度的机器人运行速度和更为准确的手势指令。

请参阅图5。

参见图5，是本实用新型的一个实施例提供的舵机控制电路的电路结构示意图。包括舵机控制器和电机驱动集成电路。

舵机控制器的输入端与主控电路的输出端连接，舵机控制器的输出端与电机驱动集成电路的输入端连接。

在本实施例中，舵机控制器为ba6688l芯片，电机驱动集成电路为bal6686芯片。ba6688l芯片用于通过第12引脚接收主控电路105的脉宽调制信号，获得一个直流偏置电压。这一直流偏置电压与电位器的电压进行比较，获得电压差后，由ba6688l芯片的第3引脚输出，送入bal6686芯片的第5引脚，以驱动电机正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，直到电压差为0，电机停止转动。

需要说明的是，ba6688l芯片对脉宽调制信号进行处理是一种常见的技术手段。

本实用新型实施例提供一种机器人控制装置，包括：加速度计传感电路、超声测距电路、陀螺仪传感电路、舵机控制电路和主控电路。加速度计传感电路的输出端与主控电路的第一数字输入接口连接；超声测距电路与主控电路通过串口连接；陀螺仪传感电路的输出端与主控电路的第二数字输入接口连接；舵机控制电路与主控电路的输出端连接。相比于传统的机器人控制装置，本实用新型通过由上述五个电路组成的结构，产生一种新的机器人控制装置，从而实现机器人的运行速度和机身角速度采集，提高机器人控制的准确性，并通过提高机器人的障碍识别能力，为后续的障碍处理提供准确的数据。

除此之外，还通过增加红外光电检测电路和通信电路，提高障碍物的检测，并实现机器人与外部终端进行无线通信。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。