[发明专利]一种面向集群的微型桌面机器人

说明书

本发明公开了一种面向集群的微型桌面机器人，步进电机设置在机器人的上顶板和下顶板之间，步进电机两端通过螺钉分别固定在左侧电机固定板和右侧电机固定板上；左侧电机固定板和右侧电机固定板固定在上顶板和下顶板之间；万向支撑轮、左轮和右轮同时接触地面，三者与地面的接触点构成等腰三角形；上顶板上设置感知决策层，下顶板上设置执行驱动层；感知决策层与执行驱动层为双层印刷电路板，感知决策层与执行驱动层相互独立工作，由感知决策层向执行驱动层经通用串行接口发送运动控制命令；本发明具有工作稳定、灵活性强、成本低廉、易于开发的优势，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种微型桌面机器人。

背景技术

智能移动机器人，是具有环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，是目前科学技术发展最活跃的领域之一，在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用。

对于复杂应用场景，多机器人协作逐渐取代单机器人，成为提高任务执行效率的有效途径。传统的中心控制方式是根据系统状态对所有机器人行为进行统一规划，一定程度上解决了多机器人协同问题。但当系统规模较大时，中心控制方法面临诸多挑战，如容错能力不足，少数个体故障可能导致系统功能失效，计算开销急剧增大，难以及时响应突发因素。因此，复杂场景下，多机器人协作必须以集群自组织运动控制算法为基础。

目前，大多数集群机器人的自组织运动控制算法的研究停留在计算机仿真模拟的层面上，研究人员所设计的集群自组织运动控制算法的有效性、可迁移性无法得到验证。因此，设计并实现面向集群的微型桌面机器人是研究和验证集群自组织运动算法必备基础，需要性能可靠、易于开发使用的微型桌面级机器人。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种面向集群的微型桌面机器人，步进电机设置在机器人的上顶板和下顶板之间，步进电机两端通过螺钉分别固定在左侧电机固定板和右侧电机固定板上；左侧电机固定板和右侧电机固定板固定在上顶板和下顶板之间；万向支撑轮、左轮和右轮同时接触地面，三者与地面的接触点构成等腰三角形；上顶板上设置感知决策层，下顶板上设置执行驱动层；感知决策层与执行驱动层为双层印刷电路板，感知决策层与执行驱动层相互独立工作，由感知决策层向执行驱动层经通用串行接口发送运动控制命令；本发明具有工作稳定、灵活性强、成本低廉、易于开发的优势，具有良好的工程应用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种面向集群的微型桌面机器人，包括上顶板、下顶板、步进电机、左侧电机固定板、右侧电机固定板、左轮、右轮、万向支撑轮和固定铜柱；

所述上顶板和下顶板平行于地面放置，上顶板和下顶板之间用多根固定铜柱固定连接；所述步进电机设置在上顶板和下顶板之间，步进电机左右两端通过螺钉分别固定在左侧电机固定板和右侧电机固定板上；所述左侧电机固定板和右侧电机固定板竖直放置，所述左侧电机固定板的上端和右侧电机固定板的上端分别插入上顶板左右两边预留安装槽，所述下顶板左右两端分别插入左侧电机固定板和右侧电机固定板上预留的安装槽；所述左轮安装在左侧电机固定板外侧，所述右轮安装在右侧电机固定板外侧；所述万向支撑轮安装在下顶板预留的万向支撑轮安装涵洞上；所述万向支撑轮、左轮和右轮同时接触地面，确保上顶板和下顶板保持水平；所述万向支撑轮、左轮和右轮三者与地面的接触点构成等腰三角形，万向支撑轮与地面的接触点为等腰三角形顶点；

所述上顶板上设置感知决策层，下顶板上设置执行驱动层；所述感知决策层与执行驱动层为双层印刷电路板，感知决策层与执行驱动层两层之间的电气连接为通用串行接口；感知决策层与执行驱动层相互独立工作，由感知决策层向执行驱动层经通用串行接口发送运动控制命令；