專(zhuān)利名稱(chēng)：智能行走機(jī)器人教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定點(diǎn)探測(cè)和穩(wěn)定性均較高的自主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明 涉及一種智能行走機(jī)器人教具。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于智能行走機(jī)器人的研究目的主要在提高其控制行走系統(tǒng)的靈活性和智 能通訊技術(shù)方面及利用仿生學(xué)提高電子計(jì)算機(jī)的控制能力方面。前者通過(guò)發(fā)展用于智能行 走機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)提高其智能行走的魯棒性；后者希望制造一種可以自我 學(xué)習(xí)的智能程序，并在必要時(shí)可以獨(dú)自用最佳方式解決問(wèn)題。用于上述各種用途的智能行走機(jī)器人會(huì)遇到通訊技術(shù)、數(shù)學(xué)算法、機(jī)械結(jié)構(gòu)的魯 棒性等問(wèn)題。目前智能行走機(jī)器人的研究大多在于工業(yè)制造、惡劣環(huán)境工作、行走平衡及翻 越障礙等方面。由此，現(xiàn)有的智能行走機(jī)器人的研究對(duì)于科研教學(xué)的演示教具方面的適應(yīng) 性較低。這給諸如學(xué)生對(duì)于智能機(jī)器人的認(rèn)知程度、課堂教學(xué)的直觀性、調(diào)動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知積 極性等多種工作帶來(lái)不便并影響到其應(yīng)用范圍和使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有智能行走機(jī)器人教具模擬定點(diǎn)采樣并實(shí)時(shí)發(fā)送位置坐 標(biāo)的勘探功能，提供模擬探測(cè)不明地帶礦藏分布時(shí)，容易出現(xiàn)的定點(diǎn)采樣不清，轉(zhuǎn)彎不穩(wěn) 定，偏離預(yù)定行走方向的問(wèn)題，提供了一種能利用姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)和控制行走系統(tǒng)干預(yù) 的、幫助智能行走機(jī)器人克服偏離理想軌跡傾向的、能利用無(wú)線傳輸系統(tǒng)干預(yù)的、完成模擬 探礦數(shù)據(jù)的采集和機(jī)器人啟停功能的、具有定點(diǎn)采樣并實(shí)時(shí)發(fā)送位置坐標(biāo)的與用于勘探教 學(xué)過(guò)程的智能行走機(jī)器人教具。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的智能行走機(jī)器 人教具由機(jī)器人主體、姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)、控制行走系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)與小磁鋼玻璃板平 臺(tái)組成。所述的姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)包括1號(hào)霍爾傳感器、2號(hào)霍爾傳感器、3號(hào)霍爾傳感器、 4號(hào)霍爾傳感器與電子羅盤(pán)。1號(hào)霍爾傳感器、2號(hào)霍爾傳感器與3號(hào)霍爾傳感器通過(guò)固定裝置安裝在智能行走 機(jī)器人教具兩只腳的正前方，4號(hào)霍爾傳感器安裝在智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)。電子羅 盤(pán)水平安裝在機(jī)器人主體的頭部，使智能行走機(jī)器人教具原地轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)電子羅盤(pán) 的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。1號(hào)霍爾傳感器、2號(hào)霍爾傳感器與3號(hào)霍爾傳感器通過(guò)控制行走系統(tǒng)中的外 圍電路板和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)電連接，4號(hào)霍爾傳感器與電子羅盤(pán)和控制行走系統(tǒng) 中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)電連接。技術(shù)方案中所述的1號(hào)霍爾傳感器、2號(hào)霍爾傳感器與3號(hào)霍爾傳感器通過(guò)控制行 走系統(tǒng)中外圍電路板和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)電連接是指1號(hào)霍爾傳感器、2號(hào)霍爾傳 感器與3號(hào)霍爾傳感器經(jīng)外圍電路板上的反相器和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)電連接1號(hào) 霍爾傳感器的1號(hào)引腳與反相器的3A號(hào)引腳電連接，反相器的3Y號(hào)引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的P3. 5引腳電連接。2號(hào)霍爾傳感器的1號(hào)引腳與反相器的IA號(hào)引腳電連接，反 相器的IY號(hào)引腳和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的P3. 3引腳電連接。3號(hào)霍爾傳感器的1號(hào) 引腳與反相器的2A號(hào)引腳電連接，反相器的2Y號(hào)引腳和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的P3. 4 引腳電連接；所述的4號(hào)霍爾傳感器和控制行走系統(tǒng)中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)電連接 是指4號(hào)霍爾傳感器的1號(hào)引腳和型號(hào)為々189552的單片機(jī)的？1.2引腳電連接；所述的電 子羅盤(pán)和控制行走系統(tǒng)中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接是指電子羅盤(pán)的④號(hào)引 腳和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的P3. 1引腳電連接，電子羅盤(pán)的⑤號(hào)引腳和型號(hào)為AT89S52 的單片機(jī)的P3. 0引腳電連接；所述的控制行走系統(tǒng)包括型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)、型號(hào)為 L298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、外圍電路板、Ni-Cd電池、1號(hào)電機(jī)(11)和2號(hào)電機(jī)(12)。所述的 型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)、型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、外圍電路板與Ni-Cd電池安裝在 機(jī)器人主體的背部，1號(hào)電機(jī)與2號(hào)電機(jī)分別安裝在機(jī)器人左右腳底之內(nèi)。Ni-Cd電池的 正極端與外圍電路板上+7. 2V引腳電連接，Ni-Cd電池的負(fù)極端與外圍電路板上GND弓丨腳 電連接，外圍電路板的+5V輸出端和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的VCC引腳、飛思卡爾芯片 的+VSS、EN A、EN B與+VS引腳電連接。型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的1附引腳與型號(hào) 為AT89S52的單片機(jī)的Pl. 0引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的IN2引腳與型號(hào) 為AT89S52的單片機(jī)的Pl. 1引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的IN3引腳與型號(hào) 為AT89S52的單片機(jī)的P3. 6引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IN4引腳與型號(hào) 為AT89S52的單片機(jī)的P3. 7引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的SENSE A引腳、 SENSE B引腳與GND引腳和外圍電路板上的GND接線端電連接。型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片的OUTl引腳與1號(hào)電機(jī)(11) “ + ”端電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的0UT2引 腳與1號(hào)電機(jī)(11) “_”端電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的0UT3引腳與2號(hào)電機(jī) (12) “ + ”電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的0UT4引腳與2號(hào)電機(jī)(12) “-”端電連 接；所述的無(wú)線傳輸系包括無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端、無(wú)線數(shù)據(jù)接收端、電腦主機(jī)、飛思卡爾芯片與 遙控器接收端(2)。無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)PWR引腳與飛思卡爾芯片的PB3引腳電連接，無(wú)線 數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)CE引腳與飛思卡爾芯片的PB2引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)CS引腳 與飛思卡爾芯片的PBO引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)CKl引腳與飛思卡爾芯片的PH2 引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)DRl引腳與飛思卡爾芯片的PBl引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā) 送端通過(guò)DAT引腳與飛思卡爾芯片的PHl引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端通過(guò)6號(hào)引腳與12 號(hào)引腳與地線相連接。無(wú)線數(shù)據(jù)接收端通過(guò)USB插口與電腦主機(jī)電連接。飛思卡爾芯片的 PAO引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)的P2. 0引腳電連接。遙控器接收端的W3引腳與型號(hào) 為AT89S52的單片機(jī)的I NTl引腳電連接，遙控器接收端的P8引腳與5V電源的正極連接； 所述的智能行走機(jī)器人教具放置在小磁鋼玻璃板平臺(tái)上，智能行走機(jī)器人教具上的1號(hào)霍 爾傳感器、2號(hào)霍爾傳感器、3號(hào)霍爾傳感器與4號(hào)霍爾傳感器和玻璃板面的垂直距離約為 5mm，在玻璃板的下表面上粘貼有直徑D = Icm的10至N個(gè)小圓磁鋼，其中N取大于10的 自然數(shù)，每?jī)蓚€(gè)小圓磁鋼之間的間隔為4cm，小圓磁鋼沿直線分布。小長(zhǎng)條磁鋼分布于第一、 三與五列頂端小圓磁鋼的左右兩側(cè)，所述的小長(zhǎng)條磁鋼還分布于第二、四與六列頂端小圓 磁鋼的上下兩側(cè)，所述的小長(zhǎng)條磁鋼還分布于第三與五列下端小圓磁鋼的左側(cè)與上側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.目前，智能機(jī)器人在教學(xué)科研機(jī)構(gòu)的實(shí)用率較低，特別是直接面向?qū)W生作教學(xué)
5演示作用的適應(yīng)性較低，學(xué)生對(duì)于智能機(jī)器人的認(rèn)識(shí)還比較少，對(duì)于地質(zhì)勘測(cè)的模擬教學(xué) 還未普及。本發(fā)明所述的具有模擬野外探礦功能的智能行走機(jī)器人教具有效地解決了上述 問(wèn)題，智能行走機(jī)器人教具模擬定點(diǎn)采樣并實(shí)時(shí)發(fā)送自身的位置坐標(biāo)，通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)備 實(shí)現(xiàn)智能行走機(jī)器人教具與控制臺(tái)間的信號(hào)傳輸，為定點(diǎn)采樣的勘探教學(xué)提供了良好的教 學(xué)載體。2.本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具是直接面向教學(xué)、科研機(jī)構(gòu)的教學(xué)演示教 具，提高了學(xué)生對(duì)于智能機(jī)器人的認(rèn)知程度和課堂教學(xué)的直觀性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的認(rèn)知積極 性；并且對(duì)于機(jī)器人與控制中心的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、機(jī)器人定向?qū)Ш郊靶凶呖刂扑惴ㄗ鞒隽?初步探索，這大大拓展了本發(fā)明的適用范圍。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明圖Ι-a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具結(jié)構(gòu)組成的右視圖；圖Ι-b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖1-c是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具結(jié)構(gòu)組成的后視圖；圖2是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)最 小系統(tǒng)引腳的連接示意圖；圖3是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的提供5V電 壓的穩(wěn)壓電路的電原理圖；圖4是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的提供3V電 壓的穩(wěn)壓電路及飛思卡爾芯片復(fù)位電路的電原理圖；圖5是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的電源插座 的電原理圖；圖6是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的電機(jī)插座 的電原理圖；圖7-a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7-b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片和1號(hào)電機(jī)與2號(hào)電機(jī)連接的電原理圖；圖8_a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的型號(hào)為 74HC04N的反向器相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8_b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中外圍電路板上的型號(hào)為 74HC04N的反向器相關(guān)引腳的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖9_a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中1號(hào)霍爾傳感器的型號(hào)為 Header 2H的電源插座Pl的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9_b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中2號(hào)霍爾傳感器的型號(hào)為 Header 2H的電源插座P 3的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9-c是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中3號(hào)霍爾傳感器的型號(hào)為 Header 2H的電源插座P5的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意6
圖9_d是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中4號(hào)霍爾傳感器的型號(hào)為 Header 3H的電源插座P6的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9-e是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為SM8-31010PA的霍 爾傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中遙控器接收端的型號(hào)為 Header 7X2A的插座P2的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11-a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為Header 5X2的電 子羅盤(pán)P4的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11-b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為BQ-CA81-TTL的 電子羅盤(pán)的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12-a為本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為MC9S12DP512的 飛思卡爾芯片的晶振電路連接示意圖；圖12-b為本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為MC9S12DP512的 飛思卡爾芯片的穩(wěn)壓電路的連接示意圖；圖12-c為本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)MC9S12DP512的飛 思卡爾芯片的最小系統(tǒng)引腳結(jié)構(gòu)示意圖；圖13-a是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為NRF2401的無(wú)線 數(shù)據(jù)發(fā)送端的插座P7的相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13-b是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的實(shí)施例中型號(hào)為NRF2401的無(wú)線 數(shù)據(jù)發(fā)送端的實(shí)物相關(guān)引腳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具中小長(zhǎng)條磁鋼與小圓磁鋼在小磁鋼玻 璃板平臺(tái)上放置的平面示意圖；圖中1.機(jī)器人主體，2.遙控器接收端，3.型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，4.飛思 卡爾芯片，5.型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)，6.無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端，7. 1號(hào)霍爾傳感器(左)，8. 2 號(hào)霍爾傳感器(中)，9. 3號(hào)霍爾傳感器(右)，10. 4號(hào)霍爾傳感器(腳外側(cè))，11. 1號(hào)電機(jī)， 12. 2號(hào)電機(jī)，13.電子羅盤(pán)，14.小長(zhǎng)條磁鋼，15.小圓磁鋼。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具旨在模擬定點(diǎn)采樣并實(shí)時(shí)發(fā)送其位置坐標(biāo)的 直接面向?qū)W生作野外探礦過(guò)程的教學(xué)演示。智能行走機(jī)器人教具由機(jī)器人主體1、姿態(tài)信號(hào) 采集系統(tǒng)、控制行走系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)和小磁鋼玻璃板平臺(tái)組成。所述的姿態(tài)信號(hào)采集系 統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)行對(duì)智能行走機(jī)器人教具行走方向上預(yù)先設(shè)置的小磁鋼進(jìn)行探測(cè)，以確保智能行 走機(jī)器人教具定點(diǎn)采樣、轉(zhuǎn)彎和行走方向的控制。所述的控制行走系統(tǒng)負(fù)責(zé)智能行走機(jī)器 人教具的行走和控制。所述的無(wú)線傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人啟、?？刂坪拖嚓P(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)與主 機(jī)的傳輸。三大系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際探礦過(guò)程的教學(xué)模擬功能。I.姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成智能行走機(jī)器人教具的定點(diǎn)采樣、轉(zhuǎn)彎和行走方向的 控制功能。姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)包括1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8、3號(hào)霍爾傳感器9、4號(hào)霍爾傳感器10與電子羅盤(pán)13。1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào)霍爾傳感器 9通過(guò)固定裝置安裝在智能行走機(jī)器人教具兩只腳的正前方，1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳 感器8與3號(hào)霍爾傳感器9并排排列且排列方向垂直于智能行走機(jī)器人教具的行走方向， 1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào)霍爾傳感器9對(duì)智能行走機(jī)器人教具行走方向 上預(yù)先設(shè)置的小磁鋼進(jìn)行探測(cè)，以確保智能行走機(jī)器人教具沿直線行走。假設(shè)智能行走機(jī) 器人教具原地轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)軸為ζ軸，電子羅盤(pán)13水平安置于智能行走機(jī)器人教具頭部并使 ζ軸通過(guò)電子羅盤(pán)13的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。當(dāng)某兩個(gè)相鄰的小圓磁鋼之間的距離增大到閾值時(shí)，需 要調(diào)用電子羅盤(pán)13的方向數(shù)據(jù)對(duì)智能行走機(jī)器人教具的行走方向進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和調(diào)整。1.霍爾傳感器與外圍電路板的連接參閱圖Ι-b、圖2、圖8、圖9，1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào)霍爾傳感 器9位于智能行走機(jī)器人教具兩只腳的正前方，1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào) 霍爾傳感器9通過(guò)從智能行走機(jī)器人教具左手臂外側(cè)附近繞過(guò)的三條導(dǎo)線與智能行走機(jī) 器人教具背部的外圍電路板相連。4號(hào)霍爾傳感器10位于智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)中 間。智能行走機(jī)器人教具兩只腳正前方的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào) 霍爾傳感器9與玻璃板的垂直距離約為5mm。在玻璃板的下表面上粘貼有直徑D = Icm的 小圓磁鋼15，小圓磁鋼15的數(shù)量為10至N個(gè)，其中N取大于10的自然數(shù)，每?jī)蓚€(gè)小圓磁 鋼15之間的間隔為4cm，小圓磁鋼15沿直線分布。1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與 3號(hào)霍爾傳感器9對(duì)智能行走機(jī)器人教具行走方向上的小圓磁鋼15進(jìn)行探測(cè)，以確保智能 行走機(jī)器人教具沿直線行走?？刂浦悄苄凶邫C(jī)器人教具直線行走的方法為當(dāng)左邊的1號(hào)霍爾傳感器7檢測(cè)到 小圓磁鋼15時(shí)，說(shuō)智能行走機(jī)器人教具行走方向偏右，通過(guò)調(diào)整智能行走機(jī)器人教具腳步 電機(jī)的轉(zhuǎn)向即使1號(hào)電機(jī)11反轉(zhuǎn)，而使2號(hào)電機(jī)12正轉(zhuǎn)，能使之原地向左轉(zhuǎn)過(guò)適當(dāng)角度， 以達(dá)到調(diào)整行走方向的目的；當(dāng)右邊的3號(hào)霍爾傳感器9檢測(cè)到小圓磁鋼15時(shí)，說(shuō)明智能 行走機(jī)器人教具行走方向偏左，通過(guò)調(diào)整智能行走機(jī)器人教具腳步電機(jī)的轉(zhuǎn)向即使1號(hào)電 機(jī)11正轉(zhuǎn)，而使2號(hào)電機(jī)12反轉(zhuǎn)，能使之原地向右轉(zhuǎn)過(guò)適當(dāng)角度，以達(dá)到調(diào)整行走方向的 目的。參閱圖14，控制智能行走機(jī)器人教具從左下角第一個(gè)小圓磁鋼15處開(kāi)始行進(jìn)，沿 直線向上行走，并對(duì)產(chǎn)生的方向偏移自主進(jìn)行調(diào)整。在直線末端拐彎處，智能行走機(jī)器人教 具能通過(guò)4號(hào)霍爾傳感器10探測(cè)到位于玻璃下表面的小長(zhǎng)條磁鋼14給出的拐彎信號(hào)而向 右原地轉(zhuǎn)彎，當(dāng)位于智能行走機(jī)器人教具前方的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3 號(hào)霍爾傳感器9中的任何一個(gè)探測(cè)到小長(zhǎng)條磁鋼14時(shí)，智能行走機(jī)器人教具停止轉(zhuǎn)彎，實(shí) 現(xiàn)90度精確右轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)彎后智能行走機(jī)器人教具繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)4號(hào)霍爾傳感器10再次探測(cè) 到小長(zhǎng)條磁鋼14給出的轉(zhuǎn)彎信號(hào)時(shí)，智能行走機(jī)器人教具進(jìn)行第二次90度向右轉(zhuǎn)彎，直到 智能行走機(jī)器人教具前方的霍爾傳感器探測(cè)到小長(zhǎng)條鋼時(shí)停止轉(zhuǎn)彎，至此，機(jī)器人沿初始 行走的反方向行走，并在行進(jìn)過(guò)程中繼續(xù)對(duì)產(chǎn)生的方向偏移自主進(jìn)行調(diào)整。同理，當(dāng)智能行 走機(jī)器人教具到達(dá)直線末(下)端時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，由于此次是左轉(zhuǎn)，使智能行走機(jī)器人教具開(kāi) 始轉(zhuǎn)彎和停止轉(zhuǎn)彎的小長(zhǎng)條磁鋼14位于同一側(cè)，因此上下邊界處的小長(zhǎng)條磁鋼14的布置 不完全一致。此后智能行走機(jī)器人教具再一次90度左轉(zhuǎn)彎，繼續(xù)沿初始的行進(jìn)方向行走。
8在行進(jìn)過(guò)程中，位于智能行走機(jī)器人教具前方的霍爾傳感器每探測(cè)到一次小圓磁鋼15時(shí)， 智能行走機(jī)器人教具就通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，如坐標(biāo)及探測(cè)到的信號(hào)等， 數(shù)據(jù)由和電腦連接的無(wú)線數(shù)據(jù)接收端接收。如此迂回行進(jìn)，智能行走機(jī)器人教具能完成對(duì) 一片特定區(qū)域的定點(diǎn)探測(cè)，完成模擬勘探的過(guò)程。小長(zhǎng)條磁鋼14分布于第一、三與五列頂端小圓磁鋼15的左右兩側(cè)，小長(zhǎng)條磁鋼14 分布于第二、四與六列頂端小圓磁鋼15的上下兩側(cè)，小長(zhǎng)條磁鋼14分布于第三與五列下端 小圓磁鋼15的左側(cè)與上側(cè)。智能行走機(jī)器人教具兩只腳正前方的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào) 霍爾傳感器9經(jīng)控制行走系統(tǒng)中外圍電路板上的反相器(將1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳 感器8或3號(hào)霍爾傳感器9傳來(lái)的上升沿信號(hào)轉(zhuǎn)換為下降沿信號(hào)，觸發(fā)型號(hào)為AT89S52的 單片機(jī)5進(jìn)入中斷)和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5電連接左邊的1號(hào)霍爾傳感器7的1號(hào)引腳從反相器的3A號(hào)引腳輸入，并從反相器的3Y 號(hào)引腳輸出，與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的P3. 5引腳電連接，1號(hào)霍爾傳感器7的2號(hào)引 腳接控制行走系統(tǒng)中外圍電路板的穩(wěn)壓電路+5V輸出端，1號(hào)霍爾傳感器7的3號(hào)引腳接 地。中間的2號(hào)霍爾傳感器8的1號(hào)引腳從反相器的IA號(hào)引腳輸入，并從反相器的IY 號(hào)引腳輸出，與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的P3. 3引腳電連接，2號(hào)霍爾傳感器8的2號(hào)引 腳接控制行走系統(tǒng)中外圍電路板的穩(wěn)壓電路+5V輸出端，2號(hào)霍爾傳感器8的3號(hào)引腳接 地。右邊的3號(hào)霍爾傳感器9的1號(hào)引腳從反相器的2A號(hào)引腳輸入，并從反相器的2Y 號(hào)引腳輸出，與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的P3. 4引腳電連接，3號(hào)霍爾傳感器9的2號(hào)引 腳接控制行走系統(tǒng)中外圍電路板的穩(wěn)壓電路+5V輸出端，3號(hào)霍爾傳感器9的3號(hào)引腳接 地。整智能行走機(jī)器人教具在行進(jìn)的過(guò)程中，當(dāng)將1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器 8或3號(hào)霍爾傳感器9探測(cè)到小圓磁鋼15的時(shí)會(huì)輸出脈沖，通過(guò)型號(hào)為AT89S52的單片機(jī) 5的引腳INTl (即P 3.3)、T0 (即P 3. 4)、Τ1、(即Ρ3. 5)觸發(fā)中斷，智能行走機(jī)器人教具停 止行進(jìn)。并且，在中斷服務(wù)程序中，判斷整智能行走機(jī)器人教具的行走方向后調(diào)用調(diào)整模塊 進(jìn)行方向調(diào)整；調(diào)用無(wú)線數(shù)據(jù)模塊將模擬探礦所測(cè)得的數(shù)據(jù)傳至電腦。然后，機(jī)器人繼續(xù)行 進(jìn)，等待下一次探測(cè)到的磁鋼的信號(hào)。在智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)中間設(shè)置有4號(hào)霍爾傳感器10，通過(guò)連接裝置固 定于智能行走機(jī)器人教具的左腳上。在智能行走機(jī)器人教具行走方向的末端，有粘貼于玻 璃板下方的小長(zhǎng)條磁鋼14，對(duì)智能行走機(jī)器人教具的拐彎位置進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)智能行走機(jī)器 人教具左腳外側(cè)中間的4號(hào)霍爾傳感器10探測(cè)到小長(zhǎng)條磁鋼14時(shí)，智能行走機(jī)器人教具 進(jìn)入拐彎程序，當(dāng)智能行走機(jī)器人教具兩只腳正前方的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8 與3號(hào)霍爾傳感器9中的任何一個(gè)探測(cè)到下一行進(jìn)方向上的小長(zhǎng)條磁鋼14時(shí)，拐彎結(jié)束， 智能行走機(jī)器人教具繼續(xù)行進(jìn)。智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)中間的4號(hào)霍爾傳感器10的1號(hào)引腳與型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)5的Pl. 2引腳電連接，4號(hào)霍爾傳感器10的2號(hào)引腳接控制行走系統(tǒng)中 外圍電路板的穩(wěn)壓電路+5V輸出端，4號(hào)霍爾傳感器10的3號(hào)引腳接地。
2.電子羅盤(pán)與外圍電路板的連接參閱圖1-c、圖2、圖11，當(dāng)每?jī)蓚€(gè)小圓磁鋼15之間的距離增大到一定數(shù)值時(shí)，僅靠 位于智能行走機(jī)器人教具兩只腳正前方的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8與3號(hào)霍爾 傳感器9來(lái)調(diào)整智能行走機(jī)器人教具的行走方向已是不大可能了，這是由于智能行走機(jī)器 人教具行走過(guò)程中總會(huì)因自身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題或外部因素而偏離原來(lái)的方向，這時(shí)就需要調(diào)用 電子羅盤(pán)13的方向數(shù)據(jù)對(duì)于智能行走機(jī)器人教具的行走方向進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和調(diào)整。假 設(shè)智能行走機(jī)器人教具原地轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)軸為ζ軸，則電子羅盤(pán)13水平安置于智能行走機(jī)器 人教具頭部并使ζ軸通過(guò)電子羅盤(pán)13的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。電子羅盤(pán)13的④號(hào)引腳即TXD引腳與 型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的P3. 1引腳電連接，將測(cè)得的行走方向的角度值送入型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)5進(jìn)行處理，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5調(diào)用方向調(diào)整模塊，通過(guò)與初始 設(shè)定的行進(jìn)方向進(jìn)行比較，對(duì)智能行走機(jī)器人教具的當(dāng)前行走方向作出調(diào)整。電子羅盤(pán)13 的⑤號(hào)引腳即RXD引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的P3. 0引腳電連接，用以接收型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)5給電子羅盤(pán)13的控制信號(hào)。電子羅盤(pán)13的①號(hào)引腳即VCC引腳接穩(wěn) 壓電路的+5V輸出端，電子羅盤(pán)13的②號(hào)引腳即GND引腳接地，電子羅盤(pán)13的③號(hào)引腳懸 空。II.控制行走系統(tǒng)控制行走系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具的行走和制動(dòng)的控制?？?制行走系統(tǒng)包括型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5、外圍電路板、型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3、 Ni-Cd電池、1號(hào)電機(jī)11和2號(hào)電機(jī)12。1.電源管理(位于外圍電路板中)參閱圖1-c、圖2、圖3，本發(fā)明所述的智能行走機(jī)器人教具所采用的電池是Ni-Cd 電池，所述的Ni-Cd電池的供電連接方式為=Ni-Cd電池的正極端與外圍電路板上+7. 2V引 腳電連接，Ni-Cd電池的負(fù)極端與外圍電路板上GND引腳電連接。供電情況如下型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5——5V ；飛思卡爾芯片4——5V ；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī) 驅(qū)動(dòng)芯片3——5V ；電子羅盤(pán)13——5V ； 1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8、3號(hào)霍爾傳感 器9與4號(hào)霍爾傳感器10——5V ；反相器——5V ；遙控器接收端2——5V ；無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端 6-3V。外圍電路板中由1號(hào)穩(wěn)壓芯片組成的穩(wěn)壓電路完成電池電壓+7. 2V轉(zhuǎn)為+5V。外 圍電路板(穩(wěn)壓芯片)的+5V輸出端和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的VCC引腳電線連接， 和型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的+VSS、EN A、EN B與+VS引腳電線連接，和電子羅盤(pán) 13的VCC引腳、1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8、3號(hào)霍爾傳感器9與4號(hào)霍爾傳感器 10的2號(hào)引腳電線連接，和反相器的VCC引腳電線連接。2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊參閱圖1-c、圖2、圖6、圖7，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5和型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū) 動(dòng)芯片3控制1號(hào)電機(jī)11和2號(hào)電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)智能行走機(jī)器人教具的雙腳使之進(jìn) 行交替滑步行進(jìn)。型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5和型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3可實(shí)現(xiàn)對(duì) 1號(hào)電機(jī)11和2號(hào)電機(jī)12正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及制動(dòng)的控制。所述的型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3與外圍電路板上的型號(hào)為AT89S52的單片 機(jī)5的連接是指型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的mi引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的Pl. 0引腳電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的IN2引腳與型號(hào)為AT89S52的單片 機(jī)5的Pl. 1引腳電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的IN3引腳與型號(hào)為AT89S52的 單片機(jī)5的P3. 6引腳電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的IN4引腳與型號(hào)為AT89S52 的單片機(jī)5的P3. 7引腳電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的+VSS引腳、EN A引腳、 EN B引腳、+VS引腳與外圍電路板上的+5V輸出端電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3 的SENSE A引腳、SENSE B引腳、GND引腳與外圍電路板上的GND接線端電連接。所述的1號(hào)電機(jī)11和2號(hào)電機(jī)12與型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的連接是 指型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的OUTl引腳與1號(hào)電機(jī)11的“ + ”端電線連接；型號(hào)為 L298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的0UT2引腳與1號(hào)電機(jī)11的“_”端電線連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3的0UT3引腳與2號(hào)電機(jī)12的“ + ”電線連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯 片3的0UT4引腳與2號(hào)電機(jī)12的“_”端電線連接；3.中斷管理(控制行走系統(tǒng)中可編程行駛策略控制單元)1)中斷接口的電路連接，S卩1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8、3號(hào)霍爾傳感器 9、遙控器接收端2與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5中斷接口的連接。參閱圖1-c與圖2，所述的1號(hào)霍爾傳感器7、2號(hào)霍爾傳感器8、3號(hào)霍爾傳感器 9、4號(hào)霍爾傳感器10、遙控器接收端2與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5中斷接口的連接方式 為型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的Ttl引腳(P3. 4)與1號(hào)霍爾傳感器7通過(guò)控制行走系統(tǒng) 中外圍電路板上的反相器電連接，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的T1引腳(P3. 5)與2號(hào)霍 爾傳感器8通過(guò)控制行走系統(tǒng)中外圍電路板上的反相器電連接，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī) 5的INTO引腳(P3. 2)與3號(hào)霍爾傳感器9通過(guò)控制行走系統(tǒng)中外圍電路板上的反相器電 連接，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的引腳Pl. 2與4號(hào)霍爾傳感器10直接電連接。參閱圖2和圖10 ；型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的INTl引腳(P3. 3)與遙控器接收 端2的W3引腳電線連接。2)中斷模塊參閱圖1-c，當(dāng)所述的左側(cè)1號(hào)霍爾傳感器7探測(cè)到磁信號(hào)時(shí)，向型號(hào)為AT89S52 的單片機(jī)5發(fā)送中斷請(qǐng)求，控制智能行走機(jī)器人教具停止向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述的中間2號(hào)霍爾 傳感器8探測(cè)到磁信號(hào)時(shí)，向型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5發(fā)送中斷請(qǐng)求，控制智能行走機(jī)器 人教具停止向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述的右側(cè)3號(hào)霍爾傳感器9探測(cè)到磁信號(hào)時(shí)，向型號(hào)為AT89S52 的單片機(jī)5發(fā)送中斷請(qǐng)求，控制智能行走機(jī)器人教具停止向前運(yùn)動(dòng)；所述的遙控器接收端2 向型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5發(fā)送中斷請(qǐng)求，控制智能行走機(jī)器人教具停止或控制智能行 走機(jī)器人教具開(kāi)始向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)左側(cè)1號(hào)霍爾傳感器7、中間2號(hào)霍爾傳感器8、右側(cè)3號(hào)霍爾傳感器9探測(cè)到磁 信號(hào)時(shí)，得到的是上升沿信號(hào)，需通過(guò)控制行走系統(tǒng)中外圍電路板上的型號(hào)為74HC04N的 反相器將上升沿信號(hào)轉(zhuǎn)換為下降沿信號(hào)，才能觸發(fā)型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的中斷。此 時(shí)的中斷服務(wù)子程序調(diào)用程序中姿態(tài)調(diào)整模塊和無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊對(duì)智能行走機(jī)器人教 具姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整并往無(wú)線數(shù)據(jù)接收端(電腦主機(jī))發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)4號(hào)霍爾傳感器10探測(cè)到磁信號(hào)時(shí)，型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)5的Pl. 2引腳為高電平信號(hào)，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5通過(guò)程序掃描 法掃描該引腳信號(hào)，若為高電平則進(jìn)入中斷。此時(shí)的中斷服務(wù)子程序調(diào)用程序中拐彎模塊
11使機(jī)器人進(jìn)行拐彎動(dòng)作。當(dāng)遙控器接收端2的W3引腳為低電平信號(hào)時(shí)，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的INTl 引腳(P3. 3)也為低電平信號(hào)，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5進(jìn)入中斷，智能行走機(jī)器人教具 處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)遙控器接收端2的W3引腳為高電平信號(hào)時(shí)，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5 的INTl引腳(P3. 3)也為高電平信號(hào)，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5跳出中斷，智能行走機(jī)器 人教具處于行進(jìn)狀態(tài)。III.無(wú)線傳輸系統(tǒng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能行走機(jī)器人教具啟?？刂坪拖嚓P(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)與主機(jī)傳輸。 無(wú)線傳輸系統(tǒng)由無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6、無(wú)線數(shù)據(jù)接收端、電腦主機(jī)、飛思卡爾芯片4、遙控器接 收端2 (控制機(jī)器人起停)組成。無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6與飛思卡爾芯片4的連接如圖12、13，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6用于在 智能行走機(jī)器人教具探礦的過(guò)程中，將有關(guān)資料傳送至電腦，鑒于智能行走機(jī)器人教具的 整體布置，將無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6布置在智能行走機(jī)器人教具的背部。無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通 過(guò)PWR引腳與飛思卡爾芯片4的PJ7引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通過(guò)CE引腳與飛思卡 爾芯片4的PJ6引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通過(guò)CS引腳與飛思卡爾芯片4的PJO引腳 電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通過(guò)CKl引腳與飛思卡爾芯片4的PH2引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā) 送端6通過(guò)DRl引腳與飛思卡爾芯片4的PJl引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通過(guò)DAT引 腳與飛思卡爾芯片4的PHl引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6通過(guò)6號(hào)引腳與12號(hào)引腳與地 線相連接。參閱圖12，型號(hào)為MC9S12DP512的飛思卡爾芯片4用于連接無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6 并將智能行走機(jī)器人教具探測(cè)到的有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)線數(shù)據(jù)接收端，無(wú)線數(shù)據(jù)接收端通 過(guò)USB插口與電腦主機(jī)電連接，飛思卡爾芯片4安裝在智能行走機(jī)器人教具背上。型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)5作為主控芯片，飛思卡爾芯片4為輔助芯片，型號(hào)為AT89S52的單片機(jī) 5的P2. 0引腳與飛思卡爾芯片4的PAO引腳電連接，通過(guò)該引腳控制飛思卡爾芯片4，實(shí)現(xiàn) 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6向無(wú)線數(shù)據(jù)接收端(電腦主機(jī))的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸。遙控器接收端2的W3引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)5的INTl引腳(P3. 3)電 連接；遙控器接收端2的P8引腳與5V電源的正極連接；GND腳與地電接。實(shí)施例中的智能行走機(jī)器人教具及其所選用零部件的性能參數(shù)1.智能行走機(jī)器人教具的性能參數(shù)智能行走機(jī)器人教具重量2kg ；智能行走機(jī)器人教具體積20CmX20CmX40Cm ；2.智能行走機(jī)器人教具所選用的零部件型號(hào)為MC9S12DP512的飛思卡爾芯片4 ；型號(hào)為AT89S51的51系列的單片機(jī)5 ；型號(hào)為L(zhǎng)M2940CT的1號(hào)穩(wěn)壓芯片；型號(hào)為ASMl 117-3. 3V的2號(hào)穩(wěn)壓芯片；型號(hào)為BQ-CA-TTL的電子羅盤(pán)13 ；型號(hào)為SM8-31010PA的霍爾傳感器7 ；型號(hào)為SM8-31010PA的霍爾傳感器8 ；
型號(hào)為SM8-31010PA的霍爾傳感器9 ；型號(hào)為SM8-31010PA的霍爾傳感器10 ；型號(hào)為74HC04N的反相器；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片3 ；型號(hào)為NRF2401的無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端6 ；型號(hào)為Net_USB2401的無(wú)線數(shù)據(jù)接收端(與電腦主機(jī)USB 口連接)；型號(hào)為7. 2V 2000mAh 的 Ni-Cd 電池；直徑為Icm的小圓磁鋼。
1權(quán)利要求
一種智能行走機(jī)器人教具，由機(jī)器人主體(1)、姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)、控制行走系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)與小磁鋼玻璃板平臺(tái)組成，其特征在于，所述的姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)包括1號(hào)霍爾傳感器(7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)、3號(hào)霍爾傳感器(9)、4號(hào)霍爾傳感器(10)與電子羅盤(pán)(13)；1號(hào)霍爾傳感器(7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)與3號(hào)霍爾傳感器(9)通過(guò)固定裝置安裝在智能行走機(jī)器人教具兩只腳的正前方，4號(hào)霍爾傳感器(10)安裝在智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)，電子羅盤(pán)(13)水平安裝在機(jī)器人主體(1)的頭部，使智能行走機(jī)器人教具原地轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)電子羅盤(pán)(13)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，1號(hào)霍爾傳感器(7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)與3號(hào)霍爾傳感器(9)通過(guò)控制行走系統(tǒng)中的外圍電路板和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接，4號(hào)霍爾傳感器(10)與電子羅盤(pán)(13)和控制行走系統(tǒng)中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于，所述的1號(hào)霍爾傳感器 (7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)與3號(hào)霍爾傳感器(9)通過(guò)控制行走系統(tǒng)中外圍電路板和型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)(5)電連接是指1號(hào)霍爾傳感器(7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)與3號(hào)霍爾傳 感器(9)經(jīng)外圍電路板上的反相器和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接；1號(hào)霍爾傳感器⑵的1號(hào)引腳與反相器的3A號(hào)引腳電連接，反相器的3Y號(hào)引腳與型 號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 5引腳電連接；2號(hào)霍爾傳感器(8)的1號(hào)引腳與反相器的IA號(hào)引腳電連接，反相器的IY號(hào)引腳和型 號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 3引腳電連接；3號(hào)霍爾傳感器(9)的1號(hào)引腳與反相器的2A號(hào)引腳電連接，反相器的2Y號(hào)引腳和型 號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 4引腳電連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于，所述的4號(hào)霍爾傳感器 (10)和控制行走系統(tǒng)中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接是指4號(hào)霍爾傳感器(10) 的1號(hào)引腳和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的Pl. 2引腳電連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于，所述的電子羅盤(pán)(13)和 控制行走系統(tǒng)中的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)電連接是指電子羅盤(pán)(13)的④號(hào)引腳 和型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 1引腳電連接，電子羅盤(pán)(13)的⑤號(hào)引腳和型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 0引腳電連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于，所述的控制行走系統(tǒng)包 括型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)、型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)、外圍電路板、Ni-Cd電 池、1號(hào)電機(jī)(11)和2號(hào)電機(jī)(12)；所述的型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)、型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)、外圍電路板 與Ni-Cd電池安裝在機(jī)器人主體⑴的背部，1號(hào)電機(jī)(11)與2號(hào)電機(jī)(12)分別安裝在機(jī) 器人左右腳底之內(nèi)；Ni-Cd電池的正極端與外圍電路板上+7. 2V引腳電連接，Ni-Cd電池的負(fù)極端與外圍電 路板上GND引腳電連接，外圍電路板的+5V輸出端和型號(hào)為AT89S 52的單片機(jī)(5)的VCC 引腳、飛思卡爾芯片⑷的+VSS、EN A、EN B與+VS引腳電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的mi引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的Pl. 0 引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的IN2引腳與型號(hào)為AT89S 52的單片機(jī)(5)的Pl. 1引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的IN3引腳與型號(hào)為AT89S52 的單片機(jī)(5)的P3.6引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)IN4引腳與型號(hào)為 AT89S52的單片機(jī)(5)的P3. 7引腳電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的SENSE A 引腳、SENSE B引腳與GND引腳和外圍電路板上的GND接線端電連接；型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的OUTl弓丨腳與1號(hào)電機(jī)(11) “ + ”端電連接，型號(hào) 為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的0UT2引腳與1號(hào)電機(jī)(11) “_”端電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(3)的0UT3引腳與2號(hào)電機(jī)(12) “ + ”電連接，型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片⑶的0UT4引腳與2號(hào)電機(jī)(12) “_”端電連接。
6.按照權(quán)利要求1所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于，所述的無(wú)線傳輸系包括 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)、無(wú)線數(shù)據(jù)接收端、電腦主機(jī)、飛思卡爾芯片(4)與遙控器接收端(2)；無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)通過(guò)PWR引腳與飛思卡爾芯片(4)的PB3引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù) 發(fā)送端(6)通過(guò)CE引腳與飛思卡爾芯片(4)的PB2引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù) 發(fā)送端(6)通過(guò) CS引腳與飛思卡爾芯片⑷的PBO引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)通過(guò)CKl引腳與飛思 卡爾芯片⑷的PH2引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)通過(guò)DRl引腳與飛思卡爾芯片⑷ 的PBl引腳電連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)通過(guò)DAT引腳與飛思卡爾芯片(4)的PHl引腳電 連接，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端(6)通過(guò)6號(hào)引腳與12號(hào)引腳與地線相連接；無(wú)線數(shù)據(jù)接收端通過(guò)USB插口與電腦主機(jī)電連接；飛思卡爾芯片⑷的PAO引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的P2. 0引腳電連接；遙控器接收端⑵的W3引腳與型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)(5)的INTl引腳電連接，遙 控器接收端(2)的P8引腳與5V電源的正極連接。
7.按照權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的智能行走機(jī)器人教具，其特征在于， 所述的智能行走機(jī)器人教具放置在小磁鋼玻璃板平臺(tái)上，智能行走機(jī)器人教具上的1號(hào)霍 爾傳感器(7)、2號(hào)霍爾傳感器(8)、3號(hào)霍爾傳感器(9)與4號(hào)霍爾傳感器(10)和玻璃板面 的垂直距離約為5mm，在玻璃板的下表面上粘貼有直徑D = Icm的10至N個(gè)小圓磁鋼(15)， 其中N取大于10的自然數(shù)，每?jī)蓚€(gè)小圓磁鋼(15)之間的間隔為4cm，小圓磁鋼(15)沿直 線分布；小長(zhǎng)條磁鋼(14)分布于第一、三與五列頂端小圓磁鋼(15)的左右兩側(cè)，所述的小長(zhǎng)條 磁鋼(14)還分布于第二、四與六列頂端小圓磁鋼(15)的上下兩側(cè)，所述的小長(zhǎng)條磁鋼(14) 還分布于第三與五列下端小圓磁鋼(15)的左側(cè)與上側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種智能行走機(jī)器人教具，由機(jī)器人主體、姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)、控制行走系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)和小磁鋼玻璃板平臺(tái)組成。姿態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)包括1至4號(hào)霍爾傳感器與電子羅盤(pán)。1至3號(hào)霍爾傳感器通過(guò)支架安裝在智能行走機(jī)器人教具兩只腳的正前方，4號(hào)霍爾傳感器安裝在智能行走機(jī)器人教具左腳外側(cè)，電子羅盤(pán)水平安裝在機(jī)器人主體的頭部。1至4號(hào)霍爾傳感器與電子羅盤(pán)和控制行走系統(tǒng)電連接，控制行走系統(tǒng)包括單片機(jī)外圍電路板、Ni-Cd電池、1號(hào)電機(jī)和2號(hào)電機(jī)。1、2號(hào)電機(jī)分別安裝在機(jī)器人主體的左、右腳上，其它件安裝在機(jī)器人主體的背部。安裝在機(jī)器人主體背部的無(wú)線傳輸系統(tǒng)包括無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送端、飛思卡爾芯片與遙控器接收端等。
文檔編號(hào)G09B9/00GK101976518SQ201010506388
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者孫博華, 張亮, 朱江, 李靜, 許宇能, 趙煜燃 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)