一种球形机器人远程控制系统设计

《一种球形机器人远程控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#一种球形机器人远程控制系统设计**孙治伟，孙汉旭，张延恒（北京邮电大学自动化学院，北京100876）5摘要：针对目前球形机器人实用化研究较少的现状，本文设计了一种基于手机和互联网的球形机器人远程控制系统。首先介绍实用化球形机器人样机的结构，然后搭建了基于ARM7的运动控制系统平台，分别介绍其软硬件的具体设计，最后分析了基于手机蓝牙的近程控制和基于互联网的球形机器人远程控制详细方案的实现，扩大了球形机器人的应用范围。关键词：智能机器人；远程控制；手机蓝牙；互联网10中图分类号：TP242.6Researc

2、hofSphericalRobotRemoteControlSystemSUNZhiwei,SUNHanxu,ZHANGYanheng(SchoolofAutomation,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)15Abstract:Inthispaper,wedesignedanphoneandinternet-basedremotecontrolsystemtodirectatlesspracticalresearchofsphericalrobot.Firstintroduced

3、thestructureofonepracticalsphericalrobot,thenwebuiltARM7-basedmotioncontrolsystemplatform,anddescribedthespecificdesignofitshardwareandsoftwareplatform,finally,analyzedthedetailedimplementationofcontrolprogrambasedonthebluetoothandinternet.Thereby,thispaperincreasedthescopeof20applicat

4、ionofsphericalrobot.Keywords:IntelligentRobot;RemoteControl;Bluetooth;Internet0引言球形机器人是一种结构全封闭，不存在倾倒问题的移动机器人，它以转弯半径小、运动25灵活、运行效率高等优点越来越受到国内外学者的关注。球形机器人控制系统和电源模块都包括在球壳内部，因此能够适应多种不同的环境，在军事、工业和商业等领域有广阔的发展[1]前景。在家庭服务领域，球形机器人运动灵活的特点可以作为独立单元为老人、残疾人服务，同样可以作为与宠物玩耍的机器人，亦可以作为智能家庭的一员，远程采集图像、显示温湿度

5、等信息。30目前北京邮电大学空间机器人实验室已研制出多款球形机器人样机，包括带伸缩臂具有对外操作能力的球形机器人，可以在水下行走并返回信息的水下球形机器人，三驱动球形机[2]器人，具有较强爬坡能力的球形机器人等，为其实用化发展创造了良好的机构平台。本论文针对一种新型的小型化球形机器人，设计了一种基于手机蓝牙和互联网的远程控制平台，从而扩展了球形机器人的应用范围，为其实用化奠定了基础。351一种小型化球形机器人机构概述本论文所基于的球形机器人机械结构简图如图1所示：基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（200800130002）；自然科学基金（51175048）作

6、者简介：孙治伟，（1987-），男，硕士研究生，主要研究方向：移动机器人。通信联系人：孙汉旭，（1960-），男，教授，主要研究方向：移动机器人，空间机器人等.E-mail:zyh620@163.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn图1球形机器人结构简图Fig.1Structuraldiagramofsphericalrobot40主要组成部分有：球壳、内筒、重摆。机器人的主要运动原理是通过安放在内筒的两个电机驱动重摆的偏移改变球体的重心进行运动。其中长轴电机轴线与重摆悬挂梁中心线共线且通过球壳中心，构成长轴转动副；短轴电机通过

7、锥齿轮传动改变其传动轴线，与重摆悬臂梁共线，构成短轴转动副。该球形机器人在现有的球形机器人基础上进行了机构简化和小型45化，操作和行走更加灵活。同时内筒的设计相当于一个稳定平台，将两个主要驱动电机安装在其内部，内筒表面为方形结构，为传感器、电源模块、摄像头等附件预留了足够的安装空间，也可根据需求将电机安放在外部，内部安装可伸缩摄像头。本球形机器人球壳尺寸为300mm，体积小巧，运动灵活，可以作为实用化球形机器人的实验平台。2基于ARM7的球形机器人运动控制系统设计502.1总体系统设计球形机器人的主要运动是驱动长短轴电机，长轴电机控制前进后退，短轴电机控制转弯。