本實用新型涉及機器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機器人的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，機器人的智能化水平是衡量一個機器人系統(tǒng)的重要指標，控制系統(tǒng)是機器人整體系統(tǒng)的最重要部分之一。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機器人正在向著仿生智能機器人方向發(fā)展，仿生智能機器人的控制系統(tǒng)也備受日益關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)中的機器人控制系統(tǒng)，主要是基于具體硬件進行的單一設(shè)計，比如，利用ARM芯片作為主控制器的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括電機控制電路、通信電路、傳感器采集電路和電源電路等，該控制系統(tǒng)為集散式控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電機控制以及傳感器數(shù)據(jù)的采集，進行機器人進行決策做出相應(yīng)的動作。

但是，上述控制系統(tǒng)往往在軟件和硬件上都不具備可擴展性、可重構(gòu)性和兼容性。對于新產(chǎn)品的需求，機械結(jié)構(gòu)和控制電路日趨復(fù)雜，由于控制系統(tǒng)在軟件和硬件上都不具備可擴展性、可重構(gòu)性和兼容性，控制系統(tǒng)升級較為困難、因而控制系統(tǒng)不得不重新設(shè)計，這樣導(dǎo)致控制系統(tǒng)的成本和效率都將大打折扣。

另外，由于控制系統(tǒng)輸出單一，沒有主控平臺及云平臺等人工智能的輸入，所以機器人的行為動作非常古板機械，不能達到仿生動作的效果。機器人的控制系統(tǒng)功能設(shè)計較為簡單、功能模塊選型較為簡單、系統(tǒng)功耗較高、并沒有體現(xiàn)出仿生智能機器人控制的靈活性和開放性，進而增加了仿生智能機器人研究和控制的復(fù)雜性。

針對現(xiàn)有技術(shù)中機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性低問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種機器人的控制系統(tǒng)，以解決機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種機器人的控制系統(tǒng)。該機器人的控制系統(tǒng)包括：用于獲取外部輸入的多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第一控制指令的主控平臺；與主控平臺通信，用于根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第二控制指令并向主控平臺返回第二控制指令的云平臺；與主控平臺相連接，用于根據(jù)第一控制指令和/或所述第二控制指令對機器人的運動進行控制的監(jiān)控模塊。

進一步地，機器人的控制系統(tǒng)還包括：用于對機器人進行定位和導(dǎo)航的定位與導(dǎo)航模塊；定位與導(dǎo)航模塊還與云平臺通信向云平臺傳輸定位結(jié)果并接收云平臺根據(jù)定位結(jié)果返回的第三控制指令；監(jiān)控模塊還與定位與導(dǎo)航模塊相連接根據(jù)第三控制指令對機器人的運動進行控制。

進一步地，定位與導(dǎo)航模塊包括：與監(jiān)控模塊相連接，用于對處于室內(nèi)的機器人進行定位的第一定位模塊；與監(jiān)控模塊相連接，用于對處于室外的機器人進行定位的第二定位模塊。

進一步地，該主控平臺包括：用于對多媒體數(shù)據(jù)進行處理并生成第一控制指令的主控板；與云平臺通信，用于向云平臺傳輸多媒體數(shù)據(jù)并接收云平臺根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)返回的第二控制指令的無線模塊；主控平臺還包括以下至少之一：用于采集圖像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；用于采集語音數(shù)據(jù)的語音采集模塊。

進一步地，該監(jiān)控模塊包括：用于輸出對機器人進行控制的控制信號的控制板；用于對機器人的運動進行控制的電機；監(jiān)控模塊還包括以下至少之一：用于采集機器人與障礙物之間的距離數(shù)據(jù)的超聲波傳感器；用于采集機器人的壓力數(shù)據(jù)的壓力傳感器。

進一步地，該電機包括以下至少之一：用于控制機器人在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動的直流伺服電機；用于控制機器人在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動的步進電機；用于控制機器人在第三預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動的數(shù)字舵機。

進一步地，該監(jiān)控模塊還包括：與步進電機相連接，用于限制步進電機的運動范圍的限位開關(guān)。

進一步地，該限位開關(guān)包括：與步進電機相連接，用于接收步進電機的輸出信號的光電傳感器；與光電傳感器相連接，用于隔離光電傳感器與控制板的控制信號的光耦。

進一步地，該監(jiān)控模塊還包括：與多路數(shù)字舵機相連接，用于輸出多路PWM信號的多路PWM電路。

進一步地，該控制系統(tǒng)還包括：對主控平臺、監(jiān)控模塊進行供電的電源模塊。

本實用新型的機器人控制系統(tǒng)包括用于獲取外部輸入的多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第一控制指令的主控平臺；與主控平臺通信，用于根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第二控制指令并向主控平臺返回第二控制指令的云平臺；與主控平臺相連接，用于根據(jù)第一控制指令和/或第二控制指令對機器人的運動進行控制的監(jiān)控模塊，主控平臺、云平臺兩者均可以對所獲取的多媒體數(shù)據(jù)進行處理得到控制指令，解決了機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性低的問題，進而達到了提高機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性的技術(shù)效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的壓力傳感器的示意圖；

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的電機示意圖；

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；

圖6是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的示意圖；

圖7是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖；以及

圖8是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

本實用新型提供了一種機器人的控制系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該機器人的控制系統(tǒng)包括：主控平臺10、云平臺20和監(jiān)控模塊30。

用于獲取外部輸入的多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第一控制指令的主控平臺10，是機器人的控制系統(tǒng)中的重要組成部分，是確定機器人的功能和性能的重要因素。該主控平臺10用于獲取多媒體數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)可以為語音數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等，其中，語音數(shù)據(jù)包括語音信號的采集數(shù)據(jù)、音頻輸出數(shù)據(jù)等，圖像數(shù)據(jù)包括圖像采集數(shù)據(jù)、對圖像采集數(shù)據(jù)的處理等。該主控平臺10根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第一控制指令。

該主控平臺10在對數(shù)據(jù)進行處理時，還包括處理算法，比如，對機器人在進行導(dǎo)航定位時的導(dǎo)航算法，對機器人在進行運動控制時的運動控制算法等。

該主控平臺10的處理器為高性能處理器，將原有的存儲器控制單元(Memory Control Unit，簡稱為MCU)替換為X86處理器、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，簡稱為DSP)、ARM處理器等高性能處理器，從而實現(xiàn)機器人的智能化、算法復(fù)雜化、功能多樣化的發(fā)展需求。

主控平臺10的開發(fā)板為高性能的開發(fā)板，用于強大的多線程運算能力、圖形處理能力以及硬件編碼能力，比如，該開發(fā)板為Firefly RK3288開發(fā)板。

可選地，該主控平臺10包括圖像采集模塊，比如，攝像頭，包括語音數(shù)據(jù)采集模塊，比如，麥克風，還包括無線通信模塊，比如，WIFI模塊等。

與主控平臺10通信，用于根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第二控制指令并向主控平臺10返回第二控制指令的云平臺20，可以接收主控平臺10傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)算法完成圖像識別工作。該云平臺20可以與機器人之間采用WIFI進行通信，還可以根據(jù)機器人和周邊物體的定位信息進行運動規(guī)劃，生成第三控制指令，并將運動指令下發(fā)到機器人中，進而實現(xiàn)對機器人的導(dǎo)航與定位功能。

與主控平臺10相連接，用于根據(jù)第一控制指令和/或第二控制指令對機器人的運動進行控制的監(jiān)控模塊30，也即傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)，可以根據(jù)第一控制指令和/或第二控制指令實現(xiàn)壓力檢測、姿態(tài)檢測、障礙物檢測等?？蛇x地，根據(jù)壓力檢測結(jié)果對機器人與壓力有關(guān)的運動進行控制，比如，機器人行走時，與足部壓力有關(guān)，對機器人的行走進行控制，得到行走運動數(shù)據(jù)；根據(jù)姿態(tài)檢測結(jié)果對與機器人與姿態(tài)有關(guān)的運動進行控制，比如，機器人揮手，與揮手姿態(tài)的檢測結(jié)果有關(guān)，對機器人的揮手姿態(tài)進行控制，得到機器人在揮手運動中的姿態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)障礙物檢測結(jié)果對機器人在避障過程中的運動進行控制，比如，機器人前方有障礙物，根據(jù)障礙物與機器人之間的距離檢測結(jié)果控制機器人偏離障礙物，得到機器人在偏離障礙物過程中的運動數(shù)據(jù)；監(jiān)控模塊30根據(jù)第一控制指令和第二控制指令還可以實現(xiàn)電量檢測、直流電機檢測和數(shù)字舵機控制，通過對電量檢測、直流電機檢測和數(shù)字舵機控制對機器人的運動進行控制，得到機器人的運動數(shù)據(jù)。

該監(jiān)控模塊30與主控平臺10進行數(shù)據(jù)通信?？蛇x地，該數(shù)據(jù)通信為串口通信，可以向控制平臺10上傳通過傳感器采集得到的傳感數(shù)據(jù)和電機的反饋信號，實現(xiàn)監(jiān)控平臺20與主控平臺10兩者的緊密交互。

可選地，該監(jiān)控模塊30包括超聲波傳感器、壓力傳感器、電機控制模塊等。其中，壓力傳感器包括足部壓力傳感器、背部壓力傳感器和兩側(cè)壓力傳感器，電機控制模塊包括直流伺服電機、步進電機和數(shù)字舵機等。

該監(jiān)控模塊30的控制板具有靈活的總線配置、豐富的外設(shè)接口、強大的運算處理能力，可以滿足機器人所需的傳感信號數(shù)據(jù)采集和電機的控制功能，比如，該監(jiān)控模塊30的控制板為STM32F407芯片。

與主控平臺10和監(jiān)控模塊30相連，用于對主控平臺10和監(jiān)控模塊30進行供電的電源模塊，主要為機器人的控制系統(tǒng)中的各個模塊提供能源，比如，為監(jiān)控模塊30的超聲波傳感器、壓力傳感器等各類傳感器供電，對監(jiān)控模塊30的直流伺服電機、步進電機、數(shù)字舵機等進行供電，從而保障機器人的控制系統(tǒng)中的各個模塊都能正常運行。

電源模塊可以由電池組、電源管理系統(tǒng)和電源電路組成?？蛇x地，電池組為鋰電池組，由圓柱形單體鋰電池電芯組成，鋰電池組標稱電壓為48V，持續(xù)輸出電流為150A，標稱容量為140Ah；電源管理系統(tǒng)可充電電路的電壓為54.6V，充電電流為180A，具有過充保護、過放保護、過電流保護、短路保護、RS485通信和CAN通信等功能，與監(jiān)控模塊30采用CAN2.0方式通信。電源模塊的電源電路具備6V、5V和3.3V電壓輸出。

該實施例通過主控平臺10獲取多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第一控制指令；通過云平臺20與主控平臺10通信，用于根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)生成第二控制指令并向主控平臺10返回第二控制指令，通過監(jiān)控模塊30，與主控平臺10相連接，用于根據(jù)第一控制指令和第二控制指令對機器人的運動進行控制，得到運動數(shù)據(jù)；通過電源模塊，與主控平臺10和監(jiān)控模塊30相連，用于對主控平臺10和監(jiān)控模塊30進行供電，由于控制系統(tǒng)具有主控平臺10及云平臺20等人工智能輸入，功能模塊選型豐富，機器人的控制系統(tǒng)功能設(shè)計豐富，系統(tǒng)功耗低，擴展性高，控制系統(tǒng)容易升級，避免了系統(tǒng)功耗較高、擴展性不足、控制系統(tǒng)升級困難、開發(fā)成本較高的不足，體現(xiàn)出仿生智能機器人控制的靈活性和開放性，降低了仿生智能機器人研究和控制的復(fù)雜性，解決了機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性低的問題，進而達到了提高機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性的技術(shù)效果，達到仿生機器人的仿生動作的效果。

作為一種可選的實施方式，機器人的控制系統(tǒng)還包括：用于對機器人進行定位和導(dǎo)航的定位與導(dǎo)航模塊；定位與導(dǎo)航模塊還與云平臺通信向云平臺傳輸定位結(jié)果并接收云平臺根據(jù)定位結(jié)果返回的第三控制指令；與定位與導(dǎo)航模塊相連接的監(jiān)控模塊用于接收第三控制指令并根據(jù)第三控制指令對機器人的運動進行控制。

定位與導(dǎo)航模塊，與監(jiān)控模塊相連接，主要用于確定機器人所處的位置，比如，對機器人在場館中的位置和方位的定位。

定位與導(dǎo)航模塊還可以實時地對預(yù)設(shè)場景中的機器人的位置和方位以及周邊物體的位置和方位進行定位，得到機器人的定位結(jié)果和周邊物體的定位結(jié)果，并將定位結(jié)果向云平臺傳輸。其中，云平臺根據(jù)機器人自身的定位結(jié)果和周邊物體的定位結(jié)果對機器人的運動行為進行規(guī)劃，得到第三控制指令，并將第三控制指令下發(fā)到與定位與導(dǎo)航模塊相連接的監(jiān)控模塊，該監(jiān)控模塊根據(jù)第三控制指令對機器人的運動進行控制，實現(xiàn)了對機器人進行導(dǎo)航的目的，達到了提高機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性的技術(shù)效果。

電源模塊，與定位與導(dǎo)航模塊相連接，可以通過標稱電壓48V、持續(xù)輸出電流150A、標稱容量140Ah的鋰電池，以及可充電電路為54.6V、可充電電流180A的電源管理系統(tǒng)為定位與導(dǎo)航模塊供電。

作為一種可選的實施方式，定位與導(dǎo)航模塊包括：與監(jiān)控模塊相連接，用于對處于室內(nèi)的機器人進行定位的第一定位模塊；與監(jiān)控模塊相連接，用于對處于室外的機器人進行定位的第二定位模塊。

定位與導(dǎo)航模塊包括第一定位模塊和第二定位模塊。其中，第一定位模塊可以為室內(nèi)定位系統(tǒng)，主要用于對處于室內(nèi)的機器人進行定位，采用超寬帶定位(Ultra Wideband，簡稱為UWB)技術(shù)。第二定位模塊可以為航姿參考系統(tǒng)，用于對室外的機器人進行定位。第一定位模塊可以定位上百個目標，刷新率不能太高，可選地，刷新率大概10Hz左右。機器人在運動時存在一個刷新時間間隔引起的定位誤差，此外，第一定位模塊本身也存在一定的定位誤差(分米級)，結(jié)合第二定位模塊對機器人進行定位提高定位的精度和準確性。

可選地，為了讓機器人正常工作，不僅要對機器人的位置、姿態(tài)、速度和系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)等進行監(jiān)控，還要監(jiān)控機器人在所處工作環(huán)境中的靜態(tài)信息和動態(tài)信息，從而使得機器人的工作順序和操作內(nèi)容都能適應(yīng)工作環(huán)境的變化。姿態(tài)傳感器主要用于檢測機器人的運動速度、方向等，因此檢測機器人的位置和姿態(tài)在很大程度上影響了機器人的導(dǎo)航質(zhì)量。該實施例可以通過G-AHRS-100航姿參考系統(tǒng)測量機器人的位置和姿態(tài)。航姿參考系統(tǒng)的傳感器原始數(shù)據(jù)包含三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計數(shù)據(jù)，并在多軸慣性測量單元的基礎(chǔ)上，進行多傳感器數(shù)據(jù)融合獲取準確的姿態(tài)。

作為一種可選的實施方式，主控平臺包括：用于對多媒體數(shù)據(jù)進行處理并生成第一控制指令的主控板，與云平臺通信，用于向云平臺傳輸多媒體數(shù)據(jù)并接收云平臺根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)返回的第二控制指令的無線模塊，主控平臺還包括以下至少之一：用于采集圖像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；用于采集語音數(shù)據(jù)的語音采集模塊。

主控板，用于對多媒體數(shù)據(jù)進行處理并生成第一控制指令。智能機器人的處理器由功能簡單的MCU提高到X86、DSP、ARM等高性能處理器。根據(jù)機器人對處理器功耗、性能、外設(shè)接口數(shù)量、體積的要求。可選地，采用Firefly RK3288開發(fā)板作為監(jiān)控平臺的主控板。Firefly RK3288是一個高性能平臺，它具有4個ARM Cortex-A17核心，擁有強大的多線程運算能力、圖形處理能力以及硬件解碼能力，支持Android和Ubuntu雙系統(tǒng)，板級支持紅外、藍牙4.0、雙頻WIFI、4K*2K高清輸出，及豐富的外圍擴展接口：HDMI2.0、MIPI、LVDS、EDP、SPDIF、千兆以太網(wǎng)、USB-Host、USB-OTG、TF卡、UART、I2S音頻接口、I2C、SPI、ADC、PWM等。

主控平臺還包括無線模塊，該無線模塊與云平臺相連接，可以向云平臺傳輸多媒體數(shù)據(jù)并接收平臺根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)返回的第二控制指令，可以傳輸語音數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等，從而實現(xiàn)主控平臺與云平臺之間的通信。該無線模塊可以為無線保真(Wireless Fidelity，簡稱為WIFI)模塊，可選地，通過采用RK3288板載的AP6335模組實現(xiàn)主控平臺與云平臺之間的無線通信，其中，AP6335是一款2.4GHz/5GHz雙頻WIFI并集成藍牙4.0，支持802.11a/b/g/n/ac協(xié)議。

主控平臺還可以包括圖像采集模塊，用于圖像采集圖像數(shù)據(jù)和識別，使得機器人具備視覺識別功能，可以采集圖像，識別物體。可選地，圖像采集模塊可以對人臉表情進行識別，比如，識別開心表情狀態(tài)、不開心表情狀態(tài)和正常表情狀態(tài)。此外，機器人通過圖像采集模塊還可以識別人體向上揮手、向下?lián)]手、向左揮手和向右揮手四種動作?？蛇x地，圖像采集模塊主要利用攝像頭進行圖像采集，該攝像頭接口為通用串行總線(Universal Serial Bus，簡稱為USB)接口，與主控平臺之間的通信協(xié)議為USB2.0，并通過無線模塊以無線通信的方式將圖像采集模塊采集的圖像數(shù)據(jù)實時向云平臺傳輸。云平臺利用相關(guān)處理算法對圖像數(shù)據(jù)進行識別，其中，對圖像數(shù)據(jù)進行處理的處理算法可以通過Eyesight系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)。

主控平臺還可以包括語音采集模塊，用于采集語音數(shù)據(jù)。該主控平臺通過語音采集模塊實現(xiàn)機器人的語音交互功能。語音交互功能是機器人的一個非常重要的功能，可以識別一定數(shù)量的預(yù)設(shè)指令，比如，識別500條預(yù)設(shè)指令，可選地，采用麥克風識別語音信息，其中，麥克風的插頭采用國標標準。此外，語音采集模塊還能夠根據(jù)機器人所處的環(huán)境和自身的狀態(tài)，發(fā)出一些聲音與人進行交互，比如，對于寵物機器人，可以通過語音采集模塊發(fā)出動物的聲音與人進行交互，達到了提高機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性的技術(shù)效果。

作為一種可選的實施方式，監(jiān)控模塊包括：用于輸出用于對機器人進行控制的控制信號的控制板；用于對機器人的運動進行控制的電機。監(jiān)控模塊還包括以下至少之一：用于采集機器人與障礙物之間的距離數(shù)據(jù)的超聲波傳感器；用于采集機器人的壓力數(shù)據(jù)的壓力傳感器。

監(jiān)控模塊包括控制板，與主控平臺相連接，用于接收主控平臺下發(fā)的檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)輸出用于對機器人進行控制的控制信號?？蛇x地，控制板采用STM32F407芯片作為控制器，該芯片采用Cortex-M4內(nèi)核架構(gòu)，主頻最高可達168MHz，含有靈活的總線配置、豐富的外設(shè)接口、強大的運算處理能力，能夠滿足機器人所需的傳感信號采集、數(shù)據(jù)采集和電機的控制功能。該控制板由電源模塊采用+5V或+3.3V供電電壓進行供電。

監(jiān)控模塊還包括電機，用于對機器人的運動進行控制。比如，對機器人的腿部運動進行控制，電機可以通過CAN總線與電機驅(qū)動模塊相連接，其中，電機的種類、型號以及具體的負載和其它電氣特性根據(jù)具體的使用情況進行相應(yīng)配置。電機的個數(shù)和相應(yīng)的連線可根據(jù)具體機械要求和相應(yīng)電氣連接進行調(diào)整。

電機驅(qū)動模塊包括電機傳感模塊、電機控制模塊、電機驅(qū)動器和電機通信模塊。其中，電機傳感模塊主要用于接收電機上安裝的傳感器的位置信號、電流信號等，并將這些信號反饋到電機控制模塊；電機控制模塊的主要作用是從控制板和電機傳感模塊接收信號后對電機驅(qū)動器進行控制；電機驅(qū)動器主要為電子電路輸出相應(yīng)的驅(qū)動電流，用于驅(qū)動各個電機，從而使機器人進行相應(yīng)的運動，比如，前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等移動；電機通信模塊的主要作用是接受控制板的控制信號以對電機驅(qū)動器進行控制，從而對各個電機進行相應(yīng)的驅(qū)動。

監(jiān)控模塊還可以包括超聲波傳感器，超聲傳感器用于測量機器人與障礙物之間的距離。超聲測距指的是利用超聲波的反射特性進行距離測量，是一種非接觸式的檢測方式。與其它距離檢測方式相比，比如，電磁檢測方式，或者光學(xué)檢測方式相比，超聲測距不受光線、被測對象顏色等影響。當被測物處于黑暗、灰塵、煙霧、電磁干擾等惡劣的環(huán)境下，超聲測距有一定的適應(yīng)能力?？蛇x地，該實施例的機器人采用KS103超聲波測量模塊，該KS103超聲測距模塊具有高精度溫度補償功能，探測范圍為1cm～600cm，探測頻率可達40KHz，使用I2C/串口與主機通信。可選地，根據(jù)機器人的實際需求安裝多個超聲波傳感器，KS103超聲波測量使用I2C接口與主機通信，可以利用I2C總線掛載多個模塊從而降低控制器對接口要求，降低機器人的控制系統(tǒng)的復(fù)雜度。可選地，超聲波傳感器接口方式還可以為IIC，由電源模塊采用+5V或+3.3V進行供電。

監(jiān)控模塊還可以包括壓力傳感器，該壓力傳感器用于采集機器人的壓力數(shù)據(jù)。機器人具有一定的承重要求，比如，有小于或者等于25kg的載重需求，可以承受住一個小孩兒的重量，對機器人的背部壓力進行檢測，以防止機器人背部的承載重量過大，對機器人造成損害。機器人在進行運動控制時，也需要實時檢測足部壓力，以防止足部壓力過大對機器人造成損害。機器人也需要感知身體兩側(cè)的觸摸壓力，也需要實時檢測身體兩側(cè)的壓力，以防止身體兩側(cè)壓力過大對機器人造成損害。壓力傳感器由電源模塊采用+5V或+3.3V進行供電，

作為一種可選的實施方式，壓力傳感器包括以下至少之一：用于檢測機器人的背部壓力數(shù)據(jù)的背部壓力傳感器；用于檢測機器人的足部壓力數(shù)據(jù)的足部壓力傳感器；用于檢測機器人的身體兩側(cè)的壓力數(shù)據(jù)的兩側(cè)壓力傳感器。

背部壓力傳感器，用于檢測機器人的背部壓力數(shù)據(jù)。機器人有小于或等于25kg的載重需求，可以承受住一個小孩兒的重量，所以應(yīng)進行背部壓力檢測，防止承載重量過大，對機器人造成損害?？蛇x地，采用A801壓力傳感器檢測機器人的背部壓力，A801為壓電電阻傳感器，壓力檢測范圍為0-110N，由電源模塊采用+5V或+3.3V進行供電。

足部壓力傳感器，用于檢測機器人的足部壓力數(shù)據(jù)。可選地，采用A801壓力傳感器檢測機器人的足部壓力，A801為壓電電阻傳感器，壓力檢測范圍為0-110N，由電源模塊采用+5V或+3.3V進行供電。

兩側(cè)壓力傳感器，用于檢測機器人的身體兩側(cè)的壓力數(shù)據(jù)。機器人需要感知兩側(cè)的觸摸壓力，可選地，采用FSR408壓力傳感器檢測身體兩側(cè)壓力的變化，由電源模塊采用+5V或+3.3V進行供電。

作為一種可選的實施方式，電機包括以下至少之一：用于控制機器人在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的運動的直流伺服電機；用于控制機器人在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動的步進電機；用于控制機器人在第三預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動的數(shù)字舵機。

直流伺服電機，用于控制機器人在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動。比如，直流伺服電機用于控制機器人的腿部運動，其通信協(xié)議為CAN2.0總線通訊，CAN收發(fā)器采用TJA1040，控制板采用CAN總線與電機驅(qū)動模塊進行通信，電機驅(qū)動模塊用CAN總線連接N個直流伺服電機，其中，直流伺服電機的種類、型號以及具體的負載和其他的電氣特性根據(jù)具體的使用情況進行相應(yīng)的配置。直流伺服電機的個數(shù)和相應(yīng)的連線可以根據(jù)具體的機械要求和相應(yīng)電氣連接進行調(diào)整，由電源模塊采用48V直流電壓供電，直接從電池輸出。

步進電機，用于控制機器人在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動，可選地，第二預(yù)設(shè)范圍小于第一預(yù)設(shè)范圍。比如，步進電機用于控制機器人的頸部、尾部和嘴部的運動?？刂瓢鍖Σ竭M電機進行控制，進而控制步進電機的運動速度和運動位置。步進電機的主要控制信號包括使能信號、方向信號和脈沖信號。其中，使能信號用于使能/禁止，可選地，當電平為高電平時，驅(qū)動器使能，當電平為低電平時，驅(qū)動器不能工作，一般情況下步進電機可以不接，使之懸空而自動使能；方向信號包括高電平信號和低電平信號，可選地，高電平信號控制電機正向轉(zhuǎn)動，低電平信號控制電機反向轉(zhuǎn)動，為了保證電機可靠地響應(yīng)，方向信號應(yīng)先于脈沖信號至少1.5μS建立，其初始運行方向與步進電機的接線有關(guān)，互換任意一相繞組可以改變步進電機的初始運行方向，當電平為高電平時步進電機的電壓為4-5V，當電平為低電平時步進電機的電壓為0-0.5V；脈沖控制信號的脈沖上升沿有效，高電平時電壓為4-5V，低電平時電壓為0-0.5V，為了可靠地響應(yīng)，脈沖信號的寬度大于1.5μS，如果采用+12V或+24V時，需要串聯(lián)限流電阻，可選地，限流電阻為1K或2K。

數(shù)字舵機，用于控制機器人在第三預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運動，可選地，第三預(yù)設(shè)范圍小于第二預(yù)設(shè)范圍。比如，數(shù)字舵機用于控制機器人的眼睛的運動?？蛇x地，機器人的眼睛采用銀燕的型號為ES3153的數(shù)字舵機進行控制，其采用定時器方式產(chǎn)生的PWM波進行舵機控制。

作為一種可選的實施方式，監(jiān)控模塊還包括：與步進電機相連接，用于限制步進電機的運動范圍的限位開關(guān)。

為了防止步進電機的運動位置超過限制位置，機器人的控制系統(tǒng)需要增加限位開關(guān)?？蛇x地，該實施例的限位開關(guān)為機械式限位開關(guān)，其控制接口采用三線端子連接，組成常開常閉端。

作為一種可選的實施方式，限位開關(guān)包括：與步進電機相連接，用于接收步進電機的輸出信號的光電傳感器；與光電傳感器相連接，用于隔離光電傳感器與控制板的控制信號的光耦。

機器人的限位開關(guān)還可以利用光耦和光電傳感器進行實現(xiàn)。光電傳感器，與步進電機相連接，用于接收步進電機的輸出信號，光耦與光電傳感器相連接，用于隔離光電傳感器與控制板的控制信號，避免脈沖信號對控制板造成干擾，也保證了傳感器信號的穩(wěn)定輸出。

作為一種可選的實施方式，監(jiān)控模塊還包括：與多路數(shù)字舵機相連接，用于輸出多路PWM信號的多路PWM電路。

監(jiān)控模塊還通過IIC控制多路PWM輸出電路，利用控制板的IIC與PCA9685PWM控制芯片通信，進行16路PWM輸出，可以滿足機器人多個數(shù)字舵機的需求，從而大大地節(jié)省了控制器的資源。

下面結(jié)合優(yōu)選的實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進行說明。

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，該實施例的機器人的控制系統(tǒng)包括主控平臺、傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)、定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、電源模塊。主控平臺與云平臺之間傳輸數(shù)據(jù)，主要由Firefly RK3288主控板、攝像頭、麥克風等組成，其中，F(xiàn)irefly RK3288主控板包括板載WIFI模塊、音頻輸入模塊、音頻輸出模塊等，攝像頭與Firefly RK3288主控板通過USB接口相連接，用于向Firefly RK3288主控板輸入圖像數(shù)據(jù)，麥克風與Firefly RK3288主控板通過音頻輸入模塊相連接，用于向Firefly RK3288主控板輸入音頻數(shù)據(jù)。

傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)主要由STM32 M4運動控制信號采集板、頭部舵機、各路伺服電機、步進電機、限位開關(guān)、壓力傳感器、電量檢測傳感器、姿態(tài)檢測傳感器、超聲波傳感器和揚聲器組成，其中，STM32 M4運動控制信號采集板的板載功放與Firefly RK3288主控板的音頻輸出模塊相連接，用于接收音頻輸出模塊的音頻數(shù)據(jù)，并向揚聲器輸出音頻數(shù)據(jù)，STM32 M4運動控制信號采集板的UART與Firefly RK3288主控板的UART相連接，頭部舵機接收STM32 M4運動控制信號采集板連接的6V電壓信號和PWM信號，各路伺服電機與STM32 M4運動控制信號采集板通過CAN總線相連接，互相傳輸數(shù)據(jù)，步進電機通過I/O口接收STM32 M4運動控制信號采集板的輸出信號，限位開關(guān)與步進電機相連接，用于防止步進電機運動超過限制位置，并向STM32 M4運動控制信號采集板的I/O口輸入信號。壓力傳感器通過ADC口向STM32 M4運動控制信號采集板輸入壓力信號。電量檢測傳感器通過IIC口向STM32 M4運動控制信號采集板輸入電量信號。姿態(tài)檢測傳感器與STM32 M4運動控制信號采集板通過UART相連接，用于向STM32 M4運動控制信號采集板輸入機器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)。超聲波傳感器與STM32 M4運動控制信號采集板通過IIC相連接，用于向STM32 M4運動控制信號采集板輸入距離數(shù)據(jù)。

定位與導(dǎo)航系統(tǒng)通過UWB定位標簽所產(chǎn)生的感應(yīng)信號，以及姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)對機器人進行定位。

電源模塊包括鋰電池和電源板。

上述控制系統(tǒng)的主控平臺是決定機器人功能和性能的主要因素，是機器人系統(tǒng)中的指揮中樞，它的任務(wù)是根據(jù)控制指令控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡，實現(xiàn)圖像采集識別及處理、語音信號采集輸入及指令識別、音頻輸出、自主導(dǎo)航算法，運動控制算法，并通過WIFI與云平臺通信。為實現(xiàn)機器人的智能化、算法復(fù)雜化、功能多樣化的發(fā)展需求，智能機器人的處理器也由功能簡單的MCU提高到X86、DSP、ARM等高性能處理器。根據(jù)機器人對處理器功耗、性能、外設(shè)接口數(shù)量、體積的要求，采用Firefly RK3288開發(fā)板作為主控平臺。RK3288是一個高性能平臺，具有4個ARM Cortex-A17核心，擁有強大的多線程運算能力、圖形處理能力以及硬件解碼能力，支持Android和Ubuntu雙系統(tǒng)，板級支持紅外、藍牙4.0、雙頻WIFI、4K*2K高清輸出，具有豐富的外圍擴展接口：HDMI2.0、MIPI、LVDS、EDP、SPDIF、千兆以太網(wǎng)、USB-Host、USB-OTG、TF卡、UART、I2S音頻接口、I2C、SPI、ADC、PWM等。

上述主控平臺可以對人臉表情進行識別，比如，識別開心表情狀態(tài)、不開心表情狀態(tài)和正常三種人臉表情狀態(tài)。此外，還能夠識別人體向上揮手、向下?lián)]手、向左揮手和向右揮手四種動作，從而實現(xiàn)機器人的視覺識別功能。主控平臺主要利用攝像頭進行圖像的采集，攝像頭接口可以為USB接口，與主控平臺的通信協(xié)議為USB2.0，并通過無線通信的方式將圖像數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆破脚_上，云平臺利用相關(guān)算法完成圖像識別工作。其中，圖像的處理算法主要依賴于Eyesight技術(shù)進行。

上述主控平臺具有語音交互功能，語音交互是對機器人控制的一個非常重要的功能，它能夠識別一定數(shù)量的預(yù)設(shè)指令，比如，識別500條預(yù)設(shè)指令，可以采用麥克風識別語音信息，其中，麥克風插頭為國標標準。主控平臺還能夠通過音頻輸出模塊根據(jù)環(huán)境和自身的狀態(tài)，發(fā)出一些動物的聲音來與人進行交互。

上述主控平臺與云平臺之間采用WIFI進行通信，可以采用RK3288板載的AP6335模組實現(xiàn)通信功能。其中，AP6335是一款2.4GHz/5GHz雙頻WIFI并集成藍牙4.0，支持802.11a/b/g/n/ac協(xié)議。主控平臺與STM32 M4運動控制信號采集板通過串口通信，下發(fā)電機和傳感器的控制指令至STM32 M4運動控制信號采集板，STM32 M4運動控制信號采集板上傳傳感器采集數(shù)據(jù)和電機反饋信號至主控平臺，從而實現(xiàn)兩者緊密交互。

上述傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)的控制板采用STM32 M4運動控制信號采集板，STM32 M4運動控制信號采集板采用Cortex-M4內(nèi)核架構(gòu)，主頻最高可達168MHz，含有靈活的總線配置、豐富的外設(shè)接口、強大的運算處理能力，能夠滿足機器人所需的傳感信號數(shù)據(jù)采集和電機的控制功能。

上述傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)的超聲波傳感器可以實現(xiàn)超聲測距，超聲測距指的是利用超聲波的反射特性進行距離測量，是一種非接觸式的檢測方式，與其它距離檢測方式相比，比如，與電磁或光學(xué)的檢測方式相比，它不受光線、被測對象顏色等影響。超聲波傳感器對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。該實施例的超聲波傳感器采用KS103超聲波測量模塊，該KS103超聲波測量模塊具有高精度溫度補償功能，探測范圍為1cm～600cm，探測頻率可達40KHz，使用I2C/串口與主機通信?？蛇x地，根據(jù)機器本體的需求需要安裝多個超聲波傳感器，KS103使用I2C接口與主機通信，可以利用I2C總線掛載多個模塊從而減少對控制器的接口要求，降低了機器人控制系統(tǒng)的復(fù)雜度。

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的壓力傳感器的示意圖。如圖3所示，在傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)的壓力傳感器中，壓力傳感器包括足部壓力傳感器A801、背部壓力傳感器A801和兩側(cè)壓力傳感器FSR408。足部壓力傳感器A801、背部壓力傳感器A801和兩側(cè)壓力傳感器FSR408分別與STM32 M4運動控制信號采集板相連接。機器人在進行運動控制時，也需要實時監(jiān)測足部壓力，可以選用足部壓力傳感器A801檢測足部壓力，足部壓力傳感器A801為壓電電阻傳感器，壓力檢測范圍為0-110N；機器人有小于或等于25kg的載重需求，可以承受住一個小孩兒的重量，所以應(yīng)進行背部壓力檢測，從而防止承載重量過大，對機器人本體造成損害，可以選用背部壓力傳感器FSR408檢測背部壓力；機器人需要感知兩側(cè)的觸摸壓力，可以采用兩側(cè)壓力傳感器FSR408檢測機器人身體兩側(cè)壓力的變化。

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的電機示意圖。如圖4所示，在傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)的電機控制中，電機包括直流伺服電機、步進電機和數(shù)字舵機。直流伺服電機、步進電機和數(shù)字舵機分別與STM32 M4運動控制信號采集板相連接，并與電源板相連接，由電源板供電。

直流伺服電機可以用于控制機器人的腿部運動，其通信協(xié)議為CAN2.0總線通訊，CAN收發(fā)器采用TJA1040，控制板采用CAN總線與電機驅(qū)動模塊進行通信，電機驅(qū)動模塊采用CAN總線連接N個直流伺服電機，其中直流伺服電機的種類、型號以及具體的負載和其他的電氣特性根據(jù)具體的使用情況進行相應(yīng)的配置。直流伺服電機的個數(shù)和相應(yīng)的連線可以根據(jù)具體機械要求和相應(yīng)電氣連接進行調(diào)整。

該直流伺服電機的電機驅(qū)動模塊包括：電機傳感模塊、電機控制模塊、電機驅(qū)動器以及電機通信模塊。其中，電機傳感模塊的主要作用是接收電機上安裝的位置、電流等傳感器的信號，并將這些信號反饋到電機控制模塊，電機控制模塊的主要作用是從控制板和電機傳感模塊接收信號并對電機驅(qū)動器進行控制，電機驅(qū)動器主要為電子電路輸出相應(yīng)的驅(qū)動電流，對各個電機進行驅(qū)動，從而使機器人進行相應(yīng)的運動，比如，前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等移動；電機通信模塊的主要作用是接收STM32 M4運動控制信號采集板的控制信號以對電機驅(qū)動器進行控制，從而對各個電機M進行相應(yīng)的驅(qū)動。

步進電機可以對機器人的頸部、尾部和嘴部進行運動控制，控制板對步進電機控制，進而控制步進電機的運動速度和位置。其中，步進電機主要的控制信號有使能信號、方向信號和脈沖信號。使能信號用于使能/禁止，高電平使能，低電平時驅(qū)動器不能工作，一般情況下可不接，使之懸空而自動使能。方向信號為高電平信號和低電平信號，分別對應(yīng)于電機的正向和反向，為保證電機可靠響應(yīng)，方向信號應(yīng)先于脈沖信號至少1.5μS建立，電機的初始運行方向與電機的接線有關(guān)，互換任意一相繞組可以改變電機初始運行的方向，高電平時電壓為4-5V，低電平時電壓為0-0.5V。脈沖控制信號的上升沿有效，高電平時電壓為4-5V，低電平時電壓為0-0.5V，為了保證脈沖信號的可靠響應(yīng)，脈沖寬度大于1.5μS，比如，當采用+12V或+24V電壓時，需要串聯(lián)限流電阻，其中，限流電阻可以為1K或2K。

為了防止步進電機運動超過限制位置，需要增加限位開關(guān)。該實例采用的限位開關(guān)為機械式限位開關(guān)，控制接口采用三線端子連接，組成常開常閉端。

數(shù)字舵機用于控制機器人的眼睛，可以采用銀燕的型號為ES3153的進行控制，其采用定時器方式產(chǎn)生的PWM波進行舵機控制。

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖。如圖5所示，定位與導(dǎo)航系統(tǒng)包括室內(nèi)定位系統(tǒng)和航姿參考系統(tǒng)，室內(nèi)定位系統(tǒng)和航姿參考系統(tǒng)分別與STM32 M4運動控制信號采集板相連接。定位與導(dǎo)航系統(tǒng)用于主要確定機器本體所處的位置，并通過云平臺將機器人的位置信息發(fā)送給機器人，用以實現(xiàn)對機器人的導(dǎo)航與定位功能?？蛇x地，機器人的定位導(dǎo)航系統(tǒng)主要實時對機器人在場館中的位置和方位進行定位，并將定位信息傳輸給云平臺，云平臺根據(jù)本體自身和周邊物體的定位信息進行運動規(guī)劃，并將運動指令下發(fā)到機器人本體指引導(dǎo)航。定位導(dǎo)航系統(tǒng)主要由室內(nèi)定位系統(tǒng)(全局定位導(dǎo)航)和航姿參考系統(tǒng)(局部定位導(dǎo)航)。其中，室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于在全局范圍內(nèi)定位，采用UWB技術(shù)，由于該系統(tǒng)需要定位上百個目標，刷新率不能太高(大概10Hz左右)，運動時必然存在一個刷新時間間隔引起的定位誤差；此外，定位系統(tǒng)的本身也存在一定的定位誤差(分米級)，因此，需要結(jié)合航姿參考系統(tǒng)來提高定位的精度和準確性。為了讓機器人正常工作，不僅要對機器人的位置、姿態(tài)、速度和系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)等進行監(jiān)控，還要監(jiān)控機器人所處的工作環(huán)境的靜態(tài)信息和動態(tài)信息，從而使得機器人的工作順序和操作內(nèi)容能自然地適應(yīng)工作環(huán)境的變化。姿態(tài)傳感器主要用于檢測機器人的運動速度、方向等，因此姿態(tài)傳感器的選擇在很大程度上影響了對機器人進行導(dǎo)航的質(zhì)量。

該實施例的航姿參考系統(tǒng)為G-AHRS-100航姿參考系統(tǒng)，用于測量機器人的位置和姿態(tài)，進行慣性導(dǎo)航。其中傳感器原始數(shù)據(jù)包含了三軸加速度計的檢測數(shù)據(jù)、三軸陀螺儀的檢測數(shù)據(jù)、三軸磁力計的檢測數(shù)據(jù)。航姿參考系統(tǒng)包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，在多軸慣性測量單元的基礎(chǔ)上，對三軸加速度計的檢測數(shù)據(jù)、三軸陀螺儀的檢測數(shù)據(jù)、三軸磁力計的檢測數(shù)據(jù)進行多傳感器數(shù)據(jù)融合，從而獲取機器人準確的姿態(tài)。

圖6是根據(jù)本實用新型實施例的一種機器人的控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的示意圖。如圖6所示，該電源系統(tǒng)為機器人的直流伺服電機、步進電機、數(shù)字舵機、STM32 M4運動控制信號采集板等提供電源。其中，48V180Ah鋰電池組的標稱電壓為48V，標稱電流為180Ah，可以連續(xù)向直流伺服電機和步進電機提供48V電壓、180A電流。48V180Ah鋰電池組通過電源轉(zhuǎn)換板將48V轉(zhuǎn)24V向直流伺服電機制動器供電，供電電流為20A，通過電源轉(zhuǎn)換板將48V轉(zhuǎn)12V向DC-DC TPS54335A運動控制板供電，供電電流為25A，其中，TPS54335A為4.5V至28V輸入、3A輸出、同步降壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器，該降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器集成有低側(cè)開關(guān)場效應(yīng)晶體管(FET)，免除了對外部二極管的需求，從而減少了組件數(shù)，具有過流保護、過壓保護、過熱保護等功能，該實施例中TPS54335A以+6V和+5V輸出。數(shù)字舵機采用6V供電，STM32 M4運動控制信號采集板采用5V或者通過AMS1117-3.3以3.3V供電。

可選地，機器人本體的六足、頸部、尾部和嘴部的直流伺服電機均采用48V直流電壓供電，直接從電池輸出，頭部舵機采用+6V供電，主控板、信號采集運動控制板、傳感器和各模塊均需采用+5V或+3.3V供電。因此電源板需有一路獨立的+6V輸出，一路獨立的+5V輸出，一路獨立的+3.3V輸出及各個輸入輸出需要的接口。

下面結(jié)合一種可選的實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進行說明。

圖7是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖7所示，利用光電傳感器和光耦組成光電式限位開關(guān)接口電路，光耦將光電傳感器信號與控制板信號隔離，避免脈沖信號對控制板造成干擾，也保證了傳感器信號的穩(wěn)定輸出。該實施例的其它模塊的作用同圖2所示實施例中的作用相同，此處不再贅述。

下面結(jié)合另一種可選的實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進行說明。

圖8是根據(jù)本實用新型實施例的另一種機器人的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖8所示，通過IIC來控制多路PWM電路，可以利用控制板的IIC與PCA9685PWM控制芯片通信，進行16路PWM輸出，從而可以滿足機器人多個數(shù)字舵機的需求，大大節(jié)省了控制器的資源。該實施例的其它模塊的作用同圖1所示實施例中的作用相同，此處不再贅述。

該實施例的機器人的控制系統(tǒng)實現(xiàn)方案，旨在開發(fā)一種具備良好動物外觀、能夠與人互動并能夠體現(xiàn)社交屬性的機器生命。該機器人主要有運動行走、表情動作、語音交互、視覺識別、導(dǎo)航與定位、遠程集控、安全防護、電量檢測、避障、負重等功能?？刂葡到y(tǒng)由主控平臺、傳感信號采集與運動控制系統(tǒng)、定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、電源系統(tǒng)4部分組成，達到了提高機器人的控制系統(tǒng)對機器人控制的靈活性的效果。

該實施例的機器人的控制系統(tǒng)功能模塊選型新穎實用，結(jié)構(gòu)布局合理，系統(tǒng)功耗低，控制系統(tǒng)升級較容易，升級成本低，集控制、傳感、通信于一體，可用于機器人系統(tǒng)的進一步移植和開發(fā)，減少再次開發(fā)的費用。本控制系統(tǒng)不僅可以用于仿生智能機器人控制系統(tǒng)的研發(fā)，還可以作為多足機器人、仿生蛇形機器人、競賽舞蹈機器人等多種機器人的控制平臺進行開發(fā)和使用，具有很高的教學(xué)和競賽價值。本實用新型所要求保護的是上述各個單元模塊及其連接關(guān)系，并不涉及對其內(nèi)部軟件的創(chuàng)新。

該實施例的機器人為具備良好動物外觀、能夠與人互動并能夠體現(xiàn)社交屬性的機器生命，可以為多足機器人、仿生蛇形機器人、競賽舞蹈機器人等多種機器人，主要有運動行走、表情動作、語音交互、視覺識別、導(dǎo)航與定位、遠程集控、安全防護、電量檢測、避障、負重等功能。

該實施例的機器人還可以為智能機器人，工業(yè)機器人，智能家居機器人，其它寵物機器人等，運用該機器人的控制系統(tǒng)可用于機器人系統(tǒng)的進一步移植和開發(fā)，從而減少再次開發(fā)的費用。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。