程志杰 李文錦/福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

一種娛樂(lè)靜態(tài)機(jī)器人裝置研究

程志杰 李文錦/福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

提出了一種新型娛樂(lè)靜態(tài)機(jī)器人裝置機(jī)器控制方法，提供了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎的一種靜態(tài)機(jī)器人裝置。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，與電控元件相配合能實(shí)現(xiàn)特定動(dòng)作并自動(dòng)出幣。

娛樂(lè)機(jī)器人；M CU；出幣

引言

機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)，機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成，國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致，即機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器[1]。

本文的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎的一種靜態(tài)機(jī)器人裝置。

1.靜態(tài)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1靜態(tài)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文所解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是，如圖1～6所示，一種靜態(tài)機(jī)器人裝置，包括底座1，底座1安裝固定于固定座21上，底座1中部設(shè)置有直立的步進(jìn)電機(jī)2，底座1上部設(shè)置有若干個(gè)延伸臂20，延伸臂的末端設(shè)置有金屬傳感器24；底座1上方連接有由步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的基座3，基座3與底座1之間設(shè)置有軸承4，基座3上設(shè)置有與下方的延伸臂20上的金屬傳感器24相配合以進(jìn)行限位的感應(yīng)板11，基座3上設(shè)置有由電機(jī)7驅(qū)動(dòng)的吊臂裝置及由電磁吸合裝置控制9的出幣裝置，吊臂裝置與吊臂抓手22相配合；吊臂裝置包括對(duì)稱設(shè)置在基座上的兩基板5，兩基板5外側(cè)鉸接肋板6，肋板6與轉(zhuǎn)動(dòng)吊臂8相連接，兩基板5之間設(shè)置有電機(jī)7，電機(jī)7輸出軸穿過(guò)一側(cè)基板5后與肋板6固定連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)吊臂8的轉(zhuǎn)動(dòng)控制；出幣裝置包括縱向設(shè)置的與ATM連接的開(kāi)設(shè)有出幣槽13的板體10，板體10一側(cè)設(shè)置有若干電磁吸合裝置9，板體10另一側(cè)設(shè)置有擋板19，擋板19下方設(shè)置有出幣口，為了能更順利快速的出幣，出幣口處連接有斜置的出幣滑道12；的固定座21上設(shè)置有一電路安裝盒，的電路安裝盒內(nèi)設(shè)置有一電路板，電路板上設(shè)置有一MCU以及與該MCU連接的無(wú)線通信模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器、LED顯示電路和LED燈驅(qū)動(dòng)電路；的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)；繼電器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)一繼電器控制電磁吸合裝置工作，金屬傳感器與MCU連接；LED燈驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)一指引LED燈。

圖1　靜態(tài)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖　圖2　靜態(tài)機(jī)器人左視圖

圖3　圖2　的A-A剖視圖　圖4　靜態(tài)機(jī)器人俯視圖；1-底座；2-步進(jìn)電機(jī)；3-基座；4-軸承；5-基板；6-肋板；7-電機(jī)；8-吊臂；9-電磁吸合裝置；10-板體；11-感應(yīng)板；12-出幣滑道；13-出幣槽；14-電磁鐵；15-活動(dòng)柱；16-鐵質(zhì)圓盤(pán)；17-鎖止銷；18-彈簧；19-擋板；20-延伸臂；21-固定座；22-吊臂抓手；23-接幣滑道。

如圖3所示，在本設(shè)計(jì)中，所述電磁吸合裝置9包括電磁鐵14和貫穿電磁鐵14的活動(dòng)柱15，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)出幣的控制，所述活動(dòng)柱15前端設(shè)置有帶有鎖止銷17的可被電磁鐵14吸合的鐵質(zhì)圓盤(pán)16，為了保證電磁鐵14斷電后鐵質(zhì)圓盤(pán)16能夠回位，所述鐵質(zhì)圓盤(pán)16與電磁鐵14之間的活動(dòng)柱15上套設(shè)有彈簧18。在本實(shí)施例中，所述板體10上設(shè)置有與鎖止銷17相對(duì)應(yīng)的銷孔，這樣通過(guò)電磁吸合裝置的鎖止銷，鎖定出幣槽13內(nèi)的硬幣，在出幣時(shí)，MCU控制電磁吸合裝置動(dòng)作，硬幣則從出幣槽掉入出幣滑道12。

本實(shí)施例的工作過(guò)程如下：基座3裝有軸承4，由步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，吊臂8與基座3一起旋轉(zhuǎn)，延伸臂20通過(guò)金屬感應(yīng)傳感器配合感應(yīng)板11結(jié)合限位，可控制吊臂8與基座4的旋轉(zhuǎn)角度，MCU通過(guò)程序控制電機(jī)7實(shí)現(xiàn)吊臂8的轉(zhuǎn)動(dòng)升降，請(qǐng)參見(jiàn)圖5，等待接應(yīng)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目的地后，靜態(tài)機(jī)器人上的吊臂8可以旋轉(zhuǎn)到任意角度，使得該動(dòng)態(tài)機(jī)器人的吊臂抓手22與設(shè)置在靜態(tài)機(jī)器人上的吊臂8相配合，該動(dòng)態(tài)機(jī)器人可以被吊臂8提到適當(dāng)高度，同時(shí)動(dòng)態(tài)機(jī)器人上的接幣滑道23與出幣滑道12對(duì)接，設(shè)置在靜態(tài)機(jī)器人內(nèi)的電磁鐵14得電，硬幣則從出幣滑道12滑到接幣滑道23內(nèi)；當(dāng)滑出的硬幣數(shù)達(dá)到一定時(shí)，則停止出幣，靜態(tài)機(jī)器人將該動(dòng)態(tài)機(jī)器人放至地面，同時(shí)接幣滑道23與出幣滑道12分開(kāi)，且該動(dòng)態(tài)機(jī)器人的吊臂抓手22與靜態(tài)機(jī)器人上的吊臂8松開(kāi)，動(dòng)態(tài)機(jī)器人順利的將ATM內(nèi)的硬幣接走。

2.結(jié)論

本系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，可靠性好，能夠有效快速完成該娛樂(lè)機(jī)器人既定的工作任務(wù)。

[1] 李瑞峰.中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 航空制造技術(shù). 2010（09）