巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)存在有聯(lián)動系統(tǒng)不完善的問題，其技術(shù)方案要點是：包括巡邏機(jī)器人、若干個執(zhí)行機(jī)器人、遠(yuǎn)程控制器和電腦，巡邏機(jī)器人與電腦通信連接，若干個執(zhí)行機(jī)器人也與電腦通信連接，遠(yuǎn)程控制器與電腦通信連接，巡邏機(jī)器人包括安裝在巡邏機(jī)器人機(jī)軀體上的獨(dú)立電源、巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)、巡邏檢測傳感器和巡邏機(jī)器人ARM主控器，執(zhí)行機(jī)器人均包括安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體上的單獨(dú)電源、執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件、執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元。本發(fā)明降低了實驗設(shè)備的成本和編碼難度。
【專利說明】巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化教學(xué)設(shè)備，涉及一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人們期望智能機(jī)器人在更多領(lǐng)域為人類服務(wù)，代替人類完成更復(fù)雜的工作。大量的工業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人被開發(fā)應(yīng)用。但是目前的機(jī)器人多為單一功能、獨(dú)立操作，缺少可以協(xié)作完成任務(wù)的組合群體。并且多數(shù)機(jī)器人仍處在簡單的執(zhí)行階段，信息反饋機(jī)制不完善，智能化程度有待提高。人機(jī)交互環(huán)節(jié)也仍處于比較薄弱，缺少可供使用者簡單使用的人機(jī)界面。針對于這三類問題，需要提出并設(shè)計適用領(lǐng)域是校園、居民住宿區(qū)、工業(yè)廠房等需要人長期定時巡護(hù)的地方，可解放一部分勞動力的機(jī)器人。而這些也是目前大學(xué)院校對培養(yǎng)學(xué)生的方向，因此開發(fā)一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法勢在必行。
[0003]本 申請人:曾申請過:一種機(jī)器人教學(xué)實驗臺，由電源供電，包括測試平臺和機(jī)器人，所述的機(jī)器人包括基礎(chǔ)控制系統(tǒng)、選用件、安裝有驅(qū)動輪的主安裝板、輔助安裝板和伸縮桿，所述的基礎(chǔ)控制系統(tǒng)固定在主安裝板上，所述的主安裝板與輔助安裝板之間通過伸縮桿連接，所述的輔助安裝板上設(shè)置有若干個用于匹配選用件的安裝孔，所述的基礎(chǔ)控制系統(tǒng)包括處理器、數(shù)字模擬復(fù)用輸入接口、電機(jī)驅(qū)動電路、驅(qū)動電機(jī)、存儲器、舵機(jī)驅(qū)動電路、舵機(jī)和接口電路、所述的處理器通過電機(jī)驅(qū)動電路與驅(qū)動電機(jī)電連接，所述的處理器通過舵機(jī)驅(qū)動電路與舵機(jī)電連接，所述的數(shù)字模擬復(fù)用輸入接口、存儲器和接口電路均與所述的處理器電連接，所述的接口電路與所述的選用件電連接，所述的驅(qū)動輪由驅(qū)動電機(jī)的輸出軸驅(qū)動，所述驅(qū)動輪的方向由舵機(jī)控制；所述的測試平臺包括平臺處理器、平臺輸入鍵盤、計時芯片、發(fā)生裝置選件和發(fā)生裝置接口，所述的平臺輸入鍵盤、計時芯片和發(fā)生裝置接口均與所述的平臺處理器電連接，所述的發(fā)生裝置選件與所述的發(fā)生裝置接口電連接。此技術(shù)方案非常受到學(xué)生的歡迎，但是他還是存在有聯(lián)動系統(tǒng)不完善，只能單獨(dú)控制，缺少聯(lián)動的問題，不適合多機(jī)器人聯(lián)動的實驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在聯(lián)動系統(tǒng)不完善，只能單獨(dú)控制，缺少聯(lián)動的問題，提供一種聯(lián)動性好，適合進(jìn)行協(xié)作完成任務(wù)的組合群體實驗的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置及其控制方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，包括巡邏機(jī)器人、若干個執(zhí)行機(jī)器人、遠(yuǎn)程控制器和電腦，所述的巡邏機(jī)器人與所述的電腦通信連接，所述的若干個執(zhí)行機(jī)器人也與所述的電腦通信連接，所述的遠(yuǎn)程控制器與所述的電腦通信連接，所述的巡邏機(jī)器人包括安裝在巡邏機(jī)器人機(jī)軀體上的獨(dú)立電源、巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)、巡邏檢測傳感器和巡邏機(jī)器人ARM主控器，巡邏機(jī)器人由獨(dú)立電源供電，所述的巡邏機(jī)器人ARM主控器分別與巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和巡邏檢測傳感器電連接，所述的執(zhí)行機(jī)器人均包括安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體上的單獨(dú)電源、執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件、執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元，所述的執(zhí)行機(jī)器人由單獨(dú)電源供電，所述的執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件均與所述的執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。系統(tǒng)通過簡單的結(jié)構(gòu)和連接方式，主要由嵌入式操作系統(tǒng)為核心，采用ARM硬件控制。其基本硬件構(gòu)架由多機(jī)器人組成，分為巡邏機(jī)器人、執(zhí)行機(jī)器人兩類類機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)作。由巡邏機(jī)器人指揮多個機(jī)器人協(xié)同工作，并及時匯報完成狀況。巡邏機(jī)器人相當(dāng)于人類秘書的智能，主要側(cè)重于監(jiān)控與指揮安排，然后相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)器人去完成相應(yīng)的工作。這樣的機(jī)器人系統(tǒng)可以解決機(jī)器人只能根據(jù)一類環(huán)境或應(yīng)用進(jìn)行制作而產(chǎn)生很大的束縛，他可以工作在多種環(huán)境下。該系統(tǒng)通過對巡邏機(jī)器人的設(shè)計使得其環(huán)境的適應(yīng)性大大加強(qiáng)，使得機(jī)器人間的協(xié)作變得可能。該系統(tǒng)的軟件部分代碼可以使用c/c++編譯方式，底層代碼進(jìn)行封裝，基本執(zhí)行指令封裝，設(shè)計程序拓展端口，學(xué)生或使用者可以按照自己的需求選擇添加組合，適用于學(xué)生在電腦客戶端進(jìn)行操作。手機(jī)客戶端與電腦同步，可以發(fā)送既定的指令，并同時及時收取信息反饋。使用反饋的信息更加明確，學(xué)生更容易接受和學(xué)習(xí)。
[0006]作為優(yōu)選，所述執(zhí)行機(jī)器人的軀體均為開口向上的箱體，所述箱體前側(cè)為活動鉸接板，所述執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件包括配設(shè)在箱體底板上的軌道、以及旋轉(zhuǎn)架、升降架、固定臂、水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，所述升降架的底部與水平電機(jī)固定連接，水平電機(jī)輸出軸上連接有軌道輪，所述的軌道輪與所述的軌道匹配，所述的升降架包括架體和支撐臺，所述架體內(nèi)設(shè)置有升降電機(jī)，所述升降電機(jī)輸出軸通過絲杠與支撐臺連接，支撐臺的上表面與旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與所述的固定臂的一端固定連接，所述固定臂的另一端為自由端，所述自由端上設(shè)置有開口向下的半球形外罩，所述半球形外罩上設(shè)置有連接件或卡接件，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的驅(qū)動電路均與所述的近地控制單元電連接，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的輸出軸上均設(shè)置有光電編碼盤，所述光電編碼盤的輸出端均與近地控制單元電連接。這樣設(shè)置，增加了各種光電編碼盤進(jìn)行反饋，而且這樣設(shè)置，執(zhí)行機(jī)器人可以適應(yīng)各種操作命令，可以達(dá)到各種任務(wù)的操作和完成，可以匹配多種實驗設(shè)備，降低了實驗設(shè)備的成本和編碼難度，可以簡單的進(jìn)行操作。
[0007]作為優(yōu)選，所述執(zhí)行機(jī)器人的執(zhí)行檢測傳感器為數(shù)字?jǐn)z像頭和距離傳感器，執(zhí)行信號接收裝置為射頻信號接收模塊，執(zhí)行信號發(fā)射裝置為射頻信號發(fā)射模塊，執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)包括固定在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下方的驅(qū)動輪、安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下表面的行走驅(qū)動電機(jī)，所述行走驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動輪傳動連接，執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元為單片機(jī)，所述數(shù)字?jǐn)z像頭安裝在所述半球形外罩上或箱體的下表面。
[0008]作為優(yōu)選，所述的執(zhí)行機(jī)器人包括環(huán)衛(wèi)機(jī)器人、滅火機(jī)器人和搬運(yùn)機(jī)器人，所述環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括掃帚和旋轉(zhuǎn)夾接件，所述半球形外罩套設(shè)在旋轉(zhuǎn)夾接件的外偵U，所述旋轉(zhuǎn)夾接件內(nèi)設(shè)置有微旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)動件與所述的掃帚卡接，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上也設(shè)置有與近地控制單元電連接的光電編碼盤，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動電路也與所述近地控制單元電連接；所述搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括貨叉和連接桿，所述貨叉中部的上表面與連接桿的下端固定連接，所述連接桿的上端與所述半球形外罩螺接；所述滅火機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件為按壓裝置和宮燈式滅火器，所述半球形外罩套設(shè)在宮燈式滅火器的外側(cè)，所述按壓裝置固定在所述活動鉸接板的前端。
[0009]作為優(yōu)選，所述巡邏機(jī)器人ARM主控器通過巡邏機(jī)器人切換電路電連接有若干個程序存儲器，所述執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元通過執(zhí)行機(jī)器人切換電路也電連接有若干個程序存儲器。這樣設(shè)置，可以較為靈活的安排教師編寫好的程序和學(xué)生的程序，起到快速切換的作用，也降低了程序存儲器的燒錄次數(shù)。
[0010]作為優(yōu)選，安裝在巡邏機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的巡邏演示用程序存儲器和若干個用于調(diào)試的巡邏學(xué)生程序存儲器，巡邏演示用程序存儲器和巡邏學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與巡邏機(jī)器人ARM主控器電連接，安裝在執(zhí)行機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的執(zhí)行演示用程序存儲器和若干個用于調(diào)試的執(zhí)行學(xué)生程序存儲器，執(zhí)行演示用程序存儲器和執(zhí)行學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。
[0011]一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置控制方法，適用于如權(quán)利要求4所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:
[0012]步驟一:設(shè)備初始化，等待人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況；
[0013]步驟二:巡邏機(jī)器人接收任務(wù)并實地進(jìn)行巡邏，如果巡邏完成后沒有發(fā)現(xiàn)任務(wù)或任務(wù)已經(jīng)完成則跳轉(zhuǎn)步驟一，如果巡邏過程中發(fā)現(xiàn)狀況則執(zhí)行步驟三；
[0014]步驟三:巡邏機(jī)器人根據(jù)當(dāng)前情況向?qū)?yīng)的執(zhí)行機(jī)器人發(fā)送指令，執(zhí)行機(jī)器人接收到指令，并判斷執(zhí)行機(jī)器人是否完成相應(yīng)工作，如果相應(yīng)工作則繼續(xù)執(zhí)行步驟二否則繼續(xù)執(zhí)行步驟四；
[0015]步驟四:執(zhí)行機(jī)器人接收信號并到相應(yīng)位置開始執(zhí)行相應(yīng)工作，并將現(xiàn)場狀況進(jìn)行反饋，將當(dāng)前情況反饋至巡邏機(jī)器人。
[0016]作為優(yōu)選，所述的步驟一中，使用者在遠(yuǎn)程控制器上人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況然后傳輸至電腦，由電腦進(jìn)行傳輸和分配。
[0017]本發(fā)明的實質(zhì)性效果是:聯(lián)動性好，適合進(jìn)行協(xié)作完成任務(wù)的組合群體實驗，增加了各種光電編碼盤進(jìn)行反饋，而且這樣設(shè)置，執(zhí)行機(jī)器人可以適應(yīng)各種操作命令，可以達(dá)到各種任務(wù)的操作和完成，可以匹配多種實驗設(shè)備，降低了實驗設(shè)備的成本和編碼難度，可以簡單的進(jìn)行操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明中巡邏機(jī)器人的一種電路框圖；
[0020]圖3是本發(fā)明中執(zhí)行機(jī)器人的一種電路框圖；
[0021]圖4是本發(fā)明中執(zhí)行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、電腦，2、遠(yuǎn)程控制器，3、巡邏機(jī)器人，4、執(zhí)行機(jī)器人，5、切換電路，31、巡邏機(jī)器人ARM主控器，32、巡邏檢測傳感器，33、巡邏演示用程序存儲器，34、巡邏學(xué)生程序存儲器，35、巡邏信號接收裝置，36、巡邏信號發(fā)射裝置，37、行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動器，38、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，41、執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元，42、執(zhí)行檢測傳感器，43、執(zhí)行演示用程序存儲器，44、執(zhí)行學(xué)生程序存儲器，45、執(zhí)行信號接收裝置，46、執(zhí)行信號發(fā)射裝置，48、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，49、執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件，51、箱體，52、活動鉸接板，53、固定臂，54、半球形外罩?！揪唧w實施方式】
[0023]下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0024]實施例:
[0025]一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，包括巡邏機(jī)器人3、若干個執(zhí)行機(jī)器人4、遠(yuǎn)程控制器2和電腦I，所述的巡邏機(jī)器人與所述的電腦通信連接，所述的若干個執(zhí)行機(jī)器人也與所述的電腦通信連接，所述的遠(yuǎn)程控制器與所述的電腦通信連接，所述的巡邏機(jī)器人包括安裝在巡邏機(jī)器人機(jī)軀體上的獨(dú)立電源、巡邏信號接收裝置35、巡邏信號發(fā)射裝置36、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)38、巡邏檢測傳感器32和巡邏機(jī)器人ARM主控器31，巡邏機(jī)器人由獨(dú)立電源供電，所述的巡邏機(jī)器人ARM主控器分別與巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置和巡邏檢測傳感器電連接，巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)通過對應(yīng)的行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動器37與巡邏機(jī)器人ARM主控器電連接，所述的執(zhí)行機(jī)器人均包括安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體上的單獨(dú)電源、執(zhí)行檢測傳感器42、執(zhí)行信號接收裝置45、執(zhí)行信號發(fā)射裝置46、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)48和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件49、執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元41，所述的執(zhí)行機(jī)器人由單獨(dú)電源供電，所述的執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件均與所述的執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)通過對應(yīng)的行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動器與執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。本實施例中的行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動器為相同芯片的驅(qū)動器。所述執(zhí)行機(jī)器人的軀體均為開口向上的箱體51，所述箱體前側(cè)為活動鉸接板52，所述執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件包括配設(shè)在箱體底板上的軌道、以及旋轉(zhuǎn)架、升降架、固定臂53、水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，所述升降架的底部與水平電機(jī)固定連接，水平電機(jī)輸出軸上連接有軌道輪，所述的軌道輪與所述的軌道匹配，所述的升降架包括架體和支撐臺，所述架體內(nèi)設(shè)置有升降電機(jī)，所述升降電機(jī)輸出軸通過絲杠與支撐臺連接，支撐臺的上表面與旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與所述的固定臂的一端固定連接，所述固定臂的另一端為自由端，所述自由端上設(shè)置有開口向下的半球形外罩54，所述半球形外罩上設(shè)置有連接件或卡接件，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的驅(qū)動電路均與所述的近地控制單元電連接，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的輸出軸上均設(shè)置有光電編碼盤,所述光電編碼盤的輸出端均與近地控制單元電連接。所述執(zhí)行機(jī)器人的執(zhí)行檢測傳感器為數(shù)字?jǐn)z像頭和距離傳感器，執(zhí)行信號接收裝置為射頻信號接收模塊，執(zhí)行信號發(fā)射裝置為射頻信號發(fā)射模塊，執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)包括固定在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下方的驅(qū)動輪、安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下表面的行走驅(qū)動電機(jī)，所述行走驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動輪傳動連接，執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元為單片機(jī)，所述數(shù)字?jǐn)z像頭安裝在所述半球形外罩上或箱體的下表面。所述的執(zhí)行機(jī)器人包括環(huán)衛(wèi)機(jī)器人、滅火機(jī)器人和搬運(yùn)機(jī)器人，所述環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括掃帚和旋轉(zhuǎn)夾接件，所述半球形外罩套設(shè)在旋轉(zhuǎn)夾接件的外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)夾接件內(nèi)設(shè)置有微旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)動件與所述的掃帚卡接，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上也設(shè)置有與近地控制單元電連接的光電編碼盤，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動電路也與所述近地控制單元電連接；所述搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括貨叉和連接桿，所述貨叉中部的上表面與連接桿的下端固定連接，所述連接桿的上端與所述半球形外罩螺接；所述滅火機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件為按壓裝置和宮燈式滅火器，所述半球形外罩套設(shè)在宮燈式滅火器的外側(cè)，所述按壓裝置固定在所述活動鉸接板的前端。所述巡邏機(jī)器人ARM主控器通過巡邏機(jī)器人切換電路5電連接有若干個程序存儲器，所述執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元通過執(zhí)行機(jī)器人切換電路也電連接有若干個程序存儲器。安裝在巡邏機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的巡邏演示用程序存儲器33和若干個用于調(diào)試的巡邏學(xué)生程序存儲器34，巡邏演示用程序存儲器和巡邏學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與巡邏機(jī)器人ARM主控器電連接，安裝在執(zhí)行機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的執(zhí)行演示用程序存儲器43和若干個用于調(diào)試的執(zhí)行學(xué)生程序存儲器44，執(zhí)行演示用程序存儲器和執(zhí)行學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接?？梢暂^為靈活的安排教師編寫好的程序和學(xué)生的程序，起到快速切換的作用，也降低了程序存儲器的燒錄次數(shù)。而且所有的程序都可以由學(xué)生自由定制，不僅僅是讓學(xué)生設(shè)置幾個簡單的參數(shù)，加大了學(xué)生的自由度，鼓勵學(xué)生盡可能的思考和創(chuàng)新。同學(xué)們可以自由選擇相應(yīng)功能的執(zhí)行機(jī)器人進(jìn)行程序的編寫，有利于學(xué)生之間的分工合作，提高了教學(xué)用具的使用率，降低了教學(xué)成本。強(qiáng)化了學(xué)生之間的團(tuán)隊意識。
[0026]一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置控制方法，本實施例中的的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，
[0027]步驟一:設(shè)備初始化，等待人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況；
[0028]步驟二:巡邏機(jī)器人接收任務(wù)并實地進(jìn)行巡邏，如果巡邏完成后沒有發(fā)現(xiàn)任務(wù)或任務(wù)已經(jīng)完成則跳轉(zhuǎn)步驟一，如果巡邏過程中發(fā)現(xiàn)狀況則執(zhí)行步驟三；
[0029]步驟三:巡邏機(jī)器人根據(jù)當(dāng)前情況向?qū)?yīng)的執(zhí)行機(jī)器人發(fā)送指令，執(zhí)行機(jī)器人接收到指令，并判斷執(zhí)行機(jī)器人是否完成相應(yīng)工作，如果相應(yīng)工作則繼續(xù)執(zhí)行步驟二否則繼續(xù)執(zhí)行步驟四；
[0030]步驟四:執(zhí)行機(jī)器人接收信號并到相應(yīng)位置開始執(zhí)行相應(yīng)工作，并將現(xiàn)場狀況進(jìn)行反饋，將當(dāng)前情況反饋至巡邏機(jī)器人。
[0031]所述的步驟一中，使用者在遠(yuǎn)程控制器上人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況然后傳輸至電腦，由電腦進(jìn)行傳輸和分配。
[0032]這樣的機(jī)器人系統(tǒng)可以解決機(jī)器人只能根據(jù)一類環(huán)境或應(yīng)用進(jìn)行制作而產(chǎn)生很大的束縛，他可以工作在多種環(huán)境下。該系統(tǒng)通過對巡邏機(jī)器人的設(shè)計使得其環(huán)境的適應(yīng)性大大加強(qiáng)，使得機(jī)器人間的協(xié)作變得可能。該系統(tǒng)的軟件部分代碼可以使用c/c++編譯方式，底層代碼進(jìn)行封裝，基本執(zhí)行指令封裝，設(shè)計程序拓展端口，學(xué)生或使用者可以按照自己的需求選擇添加組合，適用于學(xué)生在電腦客戶端進(jìn)行操作。手機(jī)客戶端與電腦同步，可以發(fā)送既定的指令，并同時及時收取信息反饋。使用反饋的信息更加明確，學(xué)生更容易接受和學(xué)習(xí)。
[0033]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權(quán)利要求】
1.一種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:包括巡邏機(jī)器人、若干個執(zhí)行機(jī)器人、遠(yuǎn)程控制器和電腦，所述的巡邏機(jī)器人與所述的電腦通信連接，所述的若干個執(zhí)行機(jī)器人也與所述的電腦通信連接，所述的遠(yuǎn)程控制器與所述的電腦通信連接，所述的巡邏機(jī)器人包括安裝在巡邏機(jī)器人機(jī)軀體上的獨(dú)立電源、巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)、巡邏檢測傳感器和巡邏機(jī)器人ARM主控器，巡邏機(jī)器人由獨(dú)立電源供電，所述的巡邏機(jī)器人ARM主控器分別與巡邏信號接收裝置、巡邏信號發(fā)射裝置、巡邏機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和巡邏檢測傳感器電連接，所述的執(zhí)行機(jī)器人均包括安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體上的單獨(dú)電源、執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件、執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元，所述的執(zhí)行機(jī)器人由單獨(dú)電源供電，所述的執(zhí)行檢測傳感器、執(zhí)行信號接收裝置、執(zhí)行信號發(fā)射裝置、執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件均與所述的執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)器人的軀體均為開口向上的箱體，所述箱體前側(cè)為活動鉸接板，所述執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件包括配設(shè)在箱體底板上的軌道、以及旋轉(zhuǎn)架、升降架、固定臂、水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，所述升降架的底部與水平電機(jī)固定連接，水平電機(jī)輸出軸上連接有軌道輪，所述的軌道輪與所述的軌道匹配，所述的升降架包括架體和支撐臺，所述架體內(nèi)設(shè)置有升降電機(jī)，所述升降電機(jī)輸出軸通過絲杠與支撐臺連接，支撐臺的上表面與旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與所述的固定臂的一端固定連接，所述固定臂的另一端為自由端，所述自由端上設(shè)置有開口向下的半球形外罩，所述半球形外罩上設(shè)置有連接件或卡接件，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的驅(qū)動電路均與所述的近地控制單元電連接，所述水平電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)的輸出軸上均設(shè)置有光電編碼盤，所述光電編碼盤的輸出端均與近地控制單元電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)器人的執(zhí)行檢測傳感器為數(shù)字?jǐn)z像頭和距離傳感器，執(zhí)行信號接收裝置為射頻信號接收模塊，執(zhí)行信號發(fā)射裝置為射頻信號發(fā)射模塊，執(zhí)行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)包括固定在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下方的驅(qū)動輪、安裝在執(zhí)行機(jī)器人機(jī)軀體下表面的行走驅(qū)動電機(jī)，所述行走驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動輪傳動連接，執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元為單片機(jī)，所述數(shù)字?jǐn)z像頭安裝在所述半球形外罩上或箱體的下表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:所述的執(zhí)行機(jī)器人包括環(huán)衛(wèi)機(jī)器人、滅火機(jī)器人和搬運(yùn)機(jī)器人，所述環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括掃帚和旋轉(zhuǎn)夾接件，所述半球形外罩套設(shè)在旋轉(zhuǎn)夾接件的外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)夾接件內(nèi)設(shè)置有微旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)動件與所述的掃帚卡接，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上也設(shè)置有與近地控制單元電連接的光電編碼盤，所述微旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動電路也與所述近地控制單元電連接；所述搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行配件還包括貨叉和連接桿，所述貨叉中部的上表面與連接桿的下端固定連接，所述連接桿的上端與所述半球形外罩螺接；所述滅火機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)器人執(zhí)行配件為按壓裝置和宮燈式滅火器，所述半球形外罩套設(shè)在宮燈式滅火器的外側(cè)，所述按壓裝置固定在所述活動鉸接板的前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:所述巡邏機(jī)器人ARM主控器通過巡邏機(jī)器人切換電路電連接有若干個程序存儲器，所述執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元通過執(zhí)行機(jī)器人切換電路也電連接有若干個程序存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:安裝在巡邏機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的巡邏演示用程序存儲器和若干個用于調(diào)試的巡邏學(xué)生程序存儲器，巡邏演示用程序存儲器和巡邏學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與巡邏機(jī)器人ARM主控器電連接，安裝在執(zhí)行機(jī)器人上的程序存儲器包括一個安裝有正確程序的執(zhí)行演示用程序存儲器和若干個用于調(diào)試的執(zhí)行學(xué)生程序存儲器，執(zhí)行演示用程序存儲器和執(zhí)行學(xué)生程序存儲器均通過切換電路與執(zhí)行機(jī)器人近地控制單元電連接。
7.—種巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置控制方法，適用于如權(quán)利要求4所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于: 步驟一:設(shè)備初始化，等待人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況； 步驟二:巡邏機(jī)器人接收任務(wù)并實地進(jìn)行巡邏，如果巡邏完成后沒有發(fā)現(xiàn)任務(wù)或任務(wù)已經(jīng)完成則跳轉(zhuǎn)步驟一，如果巡邏過程中發(fā)現(xiàn)狀況則執(zhí)行步驟三；步驟三:巡邏機(jī)器人根據(jù)當(dāng)前情況向?qū)?yīng)的執(zhí)行機(jī)器人發(fā)送指令，執(zhí)行機(jī)器人接收到指令，并判斷執(zhí)行機(jī)器人是否完成相應(yīng)工作，如果相應(yīng)工作則繼續(xù)執(zhí)行步驟二否則繼續(xù)執(zhí)行步驟四； 步驟四:執(zhí)行機(jī)器人接收信號并到相應(yīng)位置開始執(zhí)行相應(yīng)工作，并將現(xiàn)場狀況進(jìn)行反饋，將當(dāng)前情況反饋至巡邏機(jī)器人。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的巡邏機(jī)器人教學(xué)裝置，其特征在于:所述的步驟一中，使用者在遠(yuǎn)程控制器上人為設(shè)定或改變需要完成的工作概況然后傳輸至電腦，由電腦進(jìn)行傳輸和分配。
【文檔編號】G09B25/02GK103971578SQ201410099951
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】崔曉蕾, 倪洪杰, 方圓, 陳毅, 盧亦周, 石凱賢 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)