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专利号: 2018114228755
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,包括摄像头、直流无刷电机驱动器、舵机、主控制器、车载手机设备和手持手机设备;

所述摄像头和主控制器安装于机器人上,所述直流无刷电机驱动器驱动所述机器人行走,所述舵机控制所述机器人的转向,所述车载手机设备安装于机器人上,所述手持手机设备与公网服务器通过TCP协议通信,所述车载手机设备与所述公网服务器通过TCP协议通信;

所述车载手机设备与所述主控制器通过蓝牙通信,所述主控制器的输出端分别与所述直流无刷电机驱动器和所述舵机相连接,所述车载手机设备与所述摄像头相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述手持手机设备包括陀螺仪,所述手持手机设备采集所述陀螺仪的检测数据,并发送至所述公网服务器,所述主控制器根据所述陀螺仪的检测数据控制所述舵机。

3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述系统还包括手柄,所述手柄上设置有机器人控制按键,所述手柄获取机器人控制按键的操作数据,并通过蓝牙发送给所述手持手机设备,所述手持手机设备将所述机器人控制按键的操作数据发送至所述公网服务器,所述主控制器根据所述按键的操作数据控制所述直流无刷电机驱动器。

4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述系统包括两个摄像头,所述两个摄像头分别与所述车载手机设备进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述主控制器的芯片包括两排排插:第一排插P1和第二排插P2,第一排插P1的5脚连接小车前排左侧灯,第一排插P1的6脚连接小车前排右侧灯,第一排插P1的9脚连接小车车身左侧灯,第一排插P1的10脚连接小车车身右侧灯,第一排插P1的11、12脚为车载两个自由度舵机的信号口,第一排插P1的15、16脚为蓝牙通信串口,第一排插P1的18脚为主控制器的3.3V供电口,第一排插P1的19、20脚为主控制器的地端,第二排插P2的1、2、3脚分别为3.3V供电端、地端和5V供电端,第二排插P2的4、5、6、7、8、9脚分别为左侧直流无刷驱动器的PWM口、DIR方向端、使能端、刹车端、过流报警端和电压输出端,第二排插P2的13、16、17、18、19、20脚分别为右侧直流无刷驱动器的PWM口、DIR方向端、使能端、刹车端、过流报警端和电压输出端,第二排插P2的14、15脚为上位机调试串口。

6.根据权利要求5所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述直流无刷电机驱动器包括单片机、位于机器人的驱动板左侧的第一直流无刷驱动器和位于机器人的驱动板右侧的第二直流无刷驱动器,所述第一直流无刷驱动器的6个光耦由12V电池降3.3V供电,输入端接所述第二排插P2的4、5、6、7、8、9脚,6个光耦的输出用排线接在第一直流无刷驱动器的IO端口上;一光耦隔离电路首先外接3.3V后接一电阻再连接到一光耦二极管的阳极,单片机IO输出接光耦二极管的阴极,光耦另一侧通过一三极管射极接地,三极管的集电极接二极管阴极,二极管阳极接一电阻后外接电源5V;

所述第二直流无刷驱动器的6个光耦由12V电池降3.3V供电,输入端接所述第二排插P2的13、16、17、18、19、20脚,6个光耦的输出用排线接在第二直流无刷驱动器的IO上,一光耦隔离电路首先外接3.3V后接一电阻再连接到一光耦二极管的阳极,单片机IO输出接光耦二极管阴极,光耦另一侧通过一三极管射极接地,三极管集电极接二极管阴极,二极管阳极接一电阻后外接电源5V。

7.根据权利要求6所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述系统还包括第一降压模块,所述第一降压模块的电源输出端与所述主控制器的电源输入端相连接,所述第一降压模块采用LM2596降压芯片,第一降压模块的1脚外接12V电源和电容C1正极,电容C1负极接地;第一降压模块的3脚接地,5脚也接地;第一降压模块的2脚接电感L1和二极管D27的阴极,二极管D27的阳极接地,电感L1的另一端接输出5V电源;第一降压模块的4脚接5V电源和电容C2正极,电容C2的负极接地;

所述系统还包括第二降压模块,所述第二降压模块的输出端与直流无刷驱动器的光耦相连接,第二降压模块采用AMS1117芯片,第二降压模块的1脚接地,第二降压模块的3脚外接5V电源、电容C5的正极和电容C7的正极,电容C5和电容C7的另一端接地;第二降压模块的

2脚外接输出3.3V电源、电容C6的正极和电容C8的正极,电容C6和电容C8的另一端接地;第二降压模块的4脚接到电容C6的正极;

所述系统还包括第三降压模块,为所述舵机供电;所述第三降压模块采用MP1584降压芯片,第三降压模块的7脚外接12V电源、电容C9和电阻R42,电容C9的另一端接地,电阻R42接电阻R44后再接地;第三降压模块的2脚接电阻R44后接地,第三降压模块的6脚接电阻R46后再接地,第三降压模块的5脚接地;第三降压模块的3脚接电容C10和电容C11的正极,电容C11的负极接地,电容C10的负极接电阻R47后接地;第三降压模块的4脚接电阻R45后接地,4脚接电阻R43后外接输出6V;第三降压模块的1脚接电感L2和稳压管D28的阴极,电感L2的另一端外接输出6V,稳压管D28的阳极接地,电容C4的正极外接输出6V电源,负极接地;第三降压模块的8脚接电容C3的负极,电容C3的正极接电感L2后外接输出6V电源。

8.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的远程机器人控制系统,其特征在于,所述系统还包括照明灯驱动电路,所述照明灯驱动电路为机器人的照明灯供电,所述照明灯驱动电路中单片机IO口作为输入接一电阻后接一三极管的基极,三极管的射极接地,集电极接一二极管的阴极,二极管阳极接一电阻后外接5V电源,三极管的集电极接电源的负端,机器人的大灯NO端接48V电瓶,机器人的小灯NO端接12V电池。

9.一种基于VR技术的远程机器人控制方法,其特征在于,采用权利要求1至8中任一项所述的基于VR技术的远程机器人控制系统,所述手持手机设备包括陀螺仪,所述系统还包括手柄,所述手柄上设置有机器人控制按键;

所述方法包括如下步骤:

启动机器人后,车载手机设备的视频数据流通过公网服务器上传至手持端设备;

手柄接收到机器人控制按键的控制指令,指令通过蓝牙先发送给手持端设备,再通过TCP协议上传至公网服务器;

车载手机设备接收公网服务器的控制指令,并将控制指令通过蓝牙发送给机器人的主控制器,主控制器根据所述控制指令控制机器人的直流无刷电机驱动器行进;

手持手机设备移动后读取陀螺仪数据,通过公网服务器将陀螺仪数据传输给车载手机设备,再通过蓝牙指令发送给主控制器;

主控制器根据陀螺仪数据控制舵机转动,完成随动控制;

车载摄像头采集周围的图像信息,并将视频数据流传输给车载手机设备,车载手机设备通过公网服务器将视频数据流传输给手持端设备。