專利名稱：一種微型機器人的無線調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種微型機器人的調(diào)試裝置，更具體的說，涉及一種基于無線收
發(fā)模塊的微型機器人調(diào)試裝置。
背景技術(shù)：
機器人技術(shù)作為信息技術(shù)和先進制造技術(shù)的典型代表和主要技術(shù)手段，已成為世 界各國競相發(fā)展的技術(shù)，目前已知的機器人調(diào)試技術(shù)主要有以下幾種 (1)在PC上位機上寫好程序編譯好后下載到機器人的處理單元中進行一次性的 運行。這種方式中，傳統(tǒng)的程序調(diào)試中用到的單步調(diào)試、跟蹤變量、設(shè)置斷點等技術(shù)無法發(fā) 揮作用。在機器人連續(xù)的動作當(dāng)中靠我們?nèi)庋蹃砼袛嗄膫€動作失誤、或者是哪個傳感器出 現(xiàn)問題等是非常困難的。 (2)機器人的處理單元上配置指示燈或者蜂鳴器，在機器人運行過程中根據(jù)指示 燈的狀態(tài)或者蜂鳴器的聲音來判斷機器人的運行狀態(tài)。這種方式只能對機器人的運行做出 大致的判斷，不能準(zhǔn)確的獲得運行過程中的處理器的相關(guān)信息。 (3)機器人在線調(diào)試方式。通過串行通信、并行通信、USB通信等技術(shù)與PC上位機 連接進行在線調(diào)試。這種方法可以準(zhǔn)確的獲得機器人處理單元的信息，但是機器人無法自 由運行，所能調(diào)試的機器人的功能是有限的。 (4)機器人的處理單元上配置LCD顯示屏，利用顯示屏來獲取機器人的狀態(tài)是最 直接也是最準(zhǔn)確的一種方法。但是很多情況下，機器人是高速運動的，要在機器人運動過程 中從那么小的LCD上看清楚什么東西是幾乎不可能的。 近距離無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，如Bluetooth、ZigBee、UWB、IrDA、RF等，使得低 成本、低功耗、低復(fù)雜度的近距離無線通信應(yīng)用在智能機器人上成為現(xiàn)實，也為智能機器人 的調(diào)試提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的微型機器人程序調(diào)試技術(shù)存在的 缺陷，提供一種無線調(diào)試裝置，通過安裝在微型機器人和上位機上的無線收發(fā)模塊，方便的 獲取微型機器人的狀態(tài)信息并能向微型機器人發(fā)送控制命令。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案 —種微型機器人的無線調(diào)試裝置，包括微型機器人收發(fā)端和上位機收發(fā)端，所述 微型機器人收發(fā)端包括通過通用接口安裝在微型機器人上的無線收發(fā)模塊A，上位機收發(fā) 端包括上位機、通信適配器和無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B與通信適配器之間、通信適 配器與上位機之間通過通用接口連接，無線收發(fā)模塊A接收微型機器人在運行過程中產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)并發(fā)送到無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B接收無線收發(fā)模塊A發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信 適配器完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C，上位機顯示微型機器人運行中的所有狀態(tài)信 息，并通過無線收發(fā)模塊B、無線收發(fā)模塊A向微型機器人發(fā)送控制命令，對微型機器人運行過程進行調(diào)試。 所述無線收發(fā)模塊A包括收發(fā)緩沖器、數(shù)據(jù)編解碼器以及無線收發(fā)芯片，收發(fā)緩 沖器通過通用接口與微型機器人相連，微型機器人在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過通用接口 被收發(fā)緩沖器接收，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器處理，由無線收發(fā)芯片發(fā)射，同樣也可以接收上位機發(fā) 送的數(shù)據(jù)，無線收發(fā)芯片檢測到無線載波后，接收數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)編解碼器經(jīng)校驗，存入收發(fā) 緩沖器，通過通用接口傳遞給微型機器人。 所述無線收發(fā)模塊B包括無線收發(fā)芯片、數(shù)據(jù)編解碼器，無線收發(fā)芯片接收到的 數(shù)據(jù)，經(jīng)通信適配器完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C。 所述通信適配器包括MCU處理器，MCU處理器通過通用接口分別與上位機及數(shù)據(jù) 編解碼器連接，數(shù)據(jù)編解碼器處理的數(shù)據(jù)傳遞給MCU處理器，MCU處理器完成數(shù)據(jù)接收存入 數(shù)據(jù)緩沖器，并進行協(xié)議編碼，傳遞給上位機，同樣上位機將數(shù)據(jù)通過通用接口傳遞給MCU 處理器，處理器解碼后，將數(shù)據(jù)通過通用接口送入數(shù)據(jù)編解碼器通過數(shù)據(jù)處理后，由無線收 發(fā)芯片發(fā)射。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的效果和優(yōu)點 (1)無線收發(fā)模塊體積小、方便安裝在任何種類微型機器人上而不對其產(chǎn)生破壞。
(2)無線收發(fā)模塊功耗低，對需要電池運行的微型機器人不會造成負(fù)擔(dān)。
(3)無線收發(fā)模塊成本低，對微型機器人的設(shè)計開發(fā)不會造成經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
(4)該裝置中所有用到的接口都是通用接口，方便與任何種類的微型機器人和上
位機連接。 (5)上位機監(jiān)測控制軟件操作簡單、界面友好、在不影響微型機器人正常運行的情 況下能夠進行方便、直觀、準(zhǔn)確的調(diào)試。 綜上所述，采用無線調(diào)試裝置調(diào)試微型機器人的好處主要表現(xiàn)在低成本、低功 耗、體積小，連接簡單，調(diào)試操作方便、直觀而準(zhǔn)確。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2是本實用新型微型機器人收發(fā)端結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型上位機(PC端)收發(fā)端結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，本實用新型提供一種微型機器人的無線調(diào) 試裝置，這套裝置由微型機器人收發(fā)端(參見圖2)，上位機收發(fā)端(參見圖3)以及一套上 位機監(jiān)測控制軟件構(gòu)成。微型機器人收發(fā)端(PC端)包括通過通用接口安裝在微型機器 人1上的無線收發(fā)模塊A，上位機收發(fā)端包括上位機、通信適配器和無線收發(fā)模塊B，無線 收發(fā)模塊B與通信適配器之間、通信適配器與上位機之間通過通用接口連接，無線收發(fā)模 塊A接收微型機器人在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并發(fā)送到無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B 接收無線收發(fā)模塊A發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信適配器完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C，上 位機顯示微型機器人運行中的所有狀態(tài)信息，并通過無線收發(fā)模塊B、無線收發(fā)模塊A向 微型機器人發(fā)送控制命令，對微型機器人運行過程進行調(diào)試。上位機可以是普通PC、工業(yè)PC、或者掌上電腦等設(shè)備，上位機的監(jiān)測控制軟件可以根據(jù)實際需要設(shè)計功能，可以只有監(jiān)測功能，也可以同時具有監(jiān)測和控制調(diào)試功能，監(jiān)測控制軟件，可以顯示微型機器人運行中的所有狀態(tài)信息，并能向微型機器人發(fā)送遠程控制命令，對微型機器人運行過程進行調(diào)試，無線收發(fā)模塊，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無線收發(fā)手段可以采用任何短距離無線通信技術(shù)，如Bluetooth、 ZigBee、 UWB、 IrDA、 RF等。通用接口 ，用于完成整個裝置中不同部分的連接，可以采用串行通信、并行通信或者USB等技術(shù)。通信適配器，在無線收發(fā)模塊和上位機之間起
橋梁作用，根據(jù)無線方式采用相關(guān)協(xié)議，完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的傳輸。[0025] 如圖2所示，無線收發(fā)模塊A包括收發(fā)緩沖器3、數(shù)據(jù)編解碼器4以及無線收發(fā)芯片5，收發(fā)緩沖器3通過通用串行接口 2與微型機器人1相連，微型機器人1在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過串行接口 2被收發(fā)緩沖器3接收，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器4進行檢驗、地址編碼處理，加入通訊起始標(biāo)志后，由無線收發(fā)芯片5發(fā)射，完成微型機器人數(shù)據(jù)的發(fā)射。同樣也可以接收上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)時，無線收發(fā)芯片5檢測到無線載波后，接收數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)編解碼器4經(jīng)校驗、地址匹配后確認(rèn)是否為合法數(shù)據(jù)，存入收發(fā)緩沖器3，通過串行接口 2傳遞給微型機器人l，實現(xiàn)微型機器人的動作控制。通用接口 2可以采用SPI、 12C、RS485、 USB等通用接口技術(shù)，具體根據(jù)微型機器人的硬件情況來決定。[0026] 如圖3所示，無線收發(fā)模塊B包括無線收發(fā)芯片6、數(shù)據(jù)編解碼器7，通信適配器包括MCU處理器9， MCU處理器9通過串行接口 8與數(shù)據(jù)編解碼器7連接，通過通用串行接口10與作為上位機的計算機11連接，當(dāng)微型機器人發(fā)送數(shù)據(jù)時，無線收發(fā)芯片6可檢測到無線載波，無線收發(fā)芯片6接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器7完成解碼、地址匹配、校驗等處理傳遞給MCU處理器9，MCU處理器9完成數(shù)據(jù)接收存入數(shù)據(jù)緩沖器，并進行協(xié)議編碼，傳遞給計算機11，同樣，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，計算機11按通用串行接口 10的協(xié)議要求，將數(shù)據(jù)通過通用串行接口 10傳遞給MCU處理器9，處理器解碼后，將數(shù)據(jù)通過通用接口 8送入數(shù)據(jù)編解碼器7經(jīng)地址編碼、檢驗、加入通訊起始標(biāo)志等數(shù)據(jù)處理后，由無線收發(fā)芯片6發(fā)射，由微型機器人收發(fā)端接收，串行接口 8和通用串行接口 IO可以采用SPI、 I2C、 RS485、 USB等通用接口技術(shù)。
權(quán)利要求一種微型機器人的無線調(diào)試裝置，其特征在于包括微型機器人收發(fā)端和上位機收發(fā)端，所述微型機器人收發(fā)端包括通過通用接口安裝在微型機器人(1)上的無線收發(fā)模塊A，上位機收發(fā)端包括上位機、通信適配器和無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B與通信適配器之間、通信適配器與上位機之間通過通用接口連接，無線收發(fā)模塊A接收微型機器人在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并發(fā)送到無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B接收無線收發(fā)模塊A發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信適配器完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C，上位機顯示微型機器人運行中的所有狀態(tài)信息，并通過無線收發(fā)模塊B、無線收發(fā)模塊A向微型機器人發(fā)送控制命令，對微型機器人運行過程進行調(diào)試。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線調(diào)試裝置，其特征在于所述無線收發(fā)模塊A包括收發(fā) 緩沖器(3)、數(shù)據(jù)編解碼器(4)以及無線收發(fā)芯片(5)，收發(fā)緩沖器(3)通過通用接口與微 型機器人(1)相連，微型機器人(1)在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過通用接口被收發(fā)緩沖器 (3)接收，經(jīng)數(shù)據(jù)編解碼器(4)處理，由無線收發(fā)芯片(5)發(fā)射，同樣也可以接收上位機發(fā)送 的數(shù)據(jù)，無線收發(fā)芯片(5)檢測到無線載波后，接收數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)編解碼器(4)經(jīng)校驗，存入 收發(fā)緩沖器(3)，通過通用接口傳遞給微型機器人(1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線調(diào)試裝置，其特征在于所述無線收發(fā)模塊B包括 無線收發(fā)芯片(6)、數(shù)據(jù)編解碼器(7)，無線收發(fā)芯片(6)接收到的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信適配器完成 數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線調(diào)試裝置，其特征在于所述通信適配器包括MCU處理 器(9)， MCU處理器(9)通過通用接口分別與上位機及數(shù)據(jù)編解碼器(7)連接，數(shù)據(jù)編解碼 器(7)處理的數(shù)據(jù)傳遞給MCU處理器(9)， MCU處理器(9)完成數(shù)據(jù)接收存入數(shù)據(jù)緩沖器， 并進行協(xié)議編碼，傳遞給上位機，同樣上位機將數(shù)據(jù)通過通用接口傳遞給MCU處理器(9)， 處理器解碼后，將數(shù)據(jù)通過通用接口 8送入數(shù)據(jù)編解碼器(7)通過數(shù)據(jù)處理后，由無線收發(fā) 芯片(6)發(fā)射。
專利摘要本實用新型涉及一種微型機器人的無線調(diào)試裝置，包括微型機器人收發(fā)端和上位機收發(fā)端，所述微型機器人收發(fā)端包括通過通用接口安裝在微型機器人上的無線收發(fā)模塊A，上位機收發(fā)端包括上位機、通信適配器和無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B與通信適配器之間、通信適配器與上位機之間通過通用接口連接，無線收發(fā)模塊A接收微型機器人在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并發(fā)送到無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B接收無線收發(fā)模塊A發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信適配器完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C，上位機顯示微型機器人運行中的所有狀態(tài)信息，并通過無線收發(fā)模塊B、無線收發(fā)模塊A向微型機器人發(fā)送控制命令，對微型機器人運行過程進行調(diào)試。
文檔編號G06F11/36GK201491008SQ200920195918
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者吳劍鐘, 蔡建平, 霍梅梅 申請人:浙江大學(xué)城市學(xué)院