一种VEX机器人教学辅助控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种VEX机器人教学辅助系统，包括用于检测碰撞和控制运动的测控电路，其由第一MCU控制器、加速度传感器电路、电压放大电路、第一电源电路、第一无线通信电路、USB串口电路组成；用于实现PC机和测控电路远距离信号交互的通信电路，其由第二MCU控制器、第二无线通信电路、第二电源电路、串口电路组成。本发明专利技术通过使用DA转换器输出的电压值模拟光线传感器的输出，以满足机器人主控对特殊传感器的需求，从而实现对机器人的运动控制，同时加入了无线通信功能，以实现PC机对机器人的远距离控制的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种VEX机器人教学辅助控制系统及控制方法
本专利技术涉及VEX机器人
，尤其涉及一种VEX机器人教学辅助控制系统及控制方法。
技术介绍
VEX机器人是美国太空总署(NASA)、美国易安信公司(EMC)、亚洲机器人联盟(AsianRoboticsLeague)雪佛龙，德州仪器，诺斯罗普·格鲁曼公司，和其他美国公司大力支持的机器人项目。学生可以充分发挥创意，根据当年发布的规则，用手中的工具和材料创作出自己的机器人，是提升学生创造性的有效途径。然而，由于训练的频繁性，训练机器人时常会出现因为学生的误操作而引起的碰撞，导致机体损坏。为了避免这一情况的发生，一种可用于减少碰撞的检测装置是必不可少的。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术缺陷，本专利技术提供VEX机器人教学辅助控制系统及控制方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种VEX机器人教学辅助控制系统，用于对VEX机器人的运动进行辅助控制，所述辅助控制系统包括用于检测碰撞和控制运动的测控电路以及用于实现PC机和测控电路远距离信号交互的通信电路；其中：所述测控电路包括第一MCU控制器、加速度传感器电路、电压放大电路、第一电源电路、第一无线通信电路、USB串口电路；所述第一MCU控制器分别与所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路、所述第一无线通信电路连接，所述第一电源电路分别为所述第一MCU控制器、所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路供电；所述电压放大电路与所述VEX机器人的工作电路连接；所述通信电路包括第二MCU控制器、第二无线通信电路、串口电路、第二电源电路；所述第二MCU控制器分别与所述第二无线通信电路和所述串口电路连接，所述第二电源电路分别为所述第二MCU控制器、所述第二无线通信电路、所述串口电路供电；所述第二无线通信电路与所述第一线通信电路以2.4G无线的方式连接；所述串口电路用于接入外部PC机。所述加速度传感器电路用于实时采集所述VEX机器人的运动加速度数据，并将所述运动加速度数据发送给所述第一MCU控制器；所述第一MCU控制器用于将所述运动加速度数据转换输出为相应的控制信号；所述电压放大电路用于对所述控制信号进行放大，并输出放大控制信号至所述VEX机器人的工作电路；所述VEX机器人工作电路根据所述放大控制信号控制调整机器人的运动。利用上述辅助控制系统对VEX机器人的运动进行辅助控制的方法，包括如下步骤：步骤S1，利用所述加速度传感器电路实时采集所述VEX机器人的运动加速度数据，并将所述运动加速度数据发送给所述第一MCU控制器。步骤S2，利用所述第一MCU控制器将所述运动加速度数据转换输出为相应的控制信号；利用所述电压放大电路对所述控制信号进行放大，并输出放大控制信号至所述VEX机器人的工作电路；所述VEX机器人根据所述放大控制信号控制调整机器人的运动。本专利技术相对于现有技术的有益效果在于：第一，本专利技术提出了一种新型的对VEX机器人进行控制的方法，通过DA转换器输出电压以模拟光线传感器的作用，以满足机器人主控对传感器的特殊需求，从而达到对机器人的运动控制，能够减少机器人在平时的训练中因碰撞对机身造成的损伤。第二，本专利技术实现了对机器人实时状态的监测，实现了PC机远距离对机器人进行控制。第三，测控电路使机器人具有了一定自动处理碰撞事件的能力。附图说明图1为实施例1提供的VEX机器人教学辅助控制系统的整体结构框图。图2a为第一MCU控制器的电路原理图。图2b为加速度传感器电路的电路原理图。图2c为电压放大电路的电路原理图。图2d为第一电源电路的电路原理图。图2e为USB串口电路的电路原理图。图2f为第一无线通信电路的电路原理图。图2g为第二MCU控制器的电路原理图。图2h为第二无线通信电路的电路原理图。图2i为串口电路的电路原理图。图2j为第二电源电路的电路原理图。图3为测控电路的工作原理流程图。图4为通信电路的工作原理流程图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，包括：第一MCU控制器11、加速度传感器电路12、电压放大电路13、USB串口电路14、第一无线通信电路15、第二MCU控制器21、第二无线通信电路22、串口电路23。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：如图1所示，一种VEX机器人教学辅助控制系统，用于对VEX机器人的运动进行辅助控制，所述辅助控制系统包括用于检测碰撞和控制运动的测控电路以及用于传输信息的通信电路；其中：所述测控电路包括第一MCU控制器11、加速度传感器电路12、电压放大电路13、第一电源电路、USB串口电路14、第一无线通信电路15；所述第一MCU控制器11分别与所述加速度传感器电路12、所述电压放大电路13、第一无线通信电路15、所述USB串口电路14连接，所述第一电源电路分别为所述第一MCU控制器11、所述加速度传感器电路12、所述电压放大电路13、第一无线通信电路15、所述USB串口电路14供电；所述电压放大电路13与所述VEX机器人的工作电路连接。所述通信电路包括第二MCU控制器21、第二无线通信电路22、串口电路、第二电源电路；所述第二MCU控制器21分别与所述第二无线通信电路22和所述串口电路23连接，所述第二电源电路分别为所述第二MCU控制器21、所述第二无线通信电路22、所述串口电路23供电；所述串口电路23用于接入外部PC机。所述加速度传感器电路12用于实时采集所述VEX机器人的运动加速度数据，并将所述运动加速度数据发送给所述第一MCU控制器11；所述第一MCU控制器11用于将所述运动加速度数据转换输出为相应的控制信号；所述电压放大电路13用于对所述控制信号进行放大，并输出放大控制信号至所述VEX机器人的工作电路；所述VEX机器人根据所述放大控制信号控制调整机器人的运动。所述VEX机器人的工作电路由模拟输入接口、VEX主控芯片组成。VEX模拟输入接口由地线、电源线和信号线组成。其中，信号线与第一MCU控制器经电压放大电路输出的电压信号相连。VEX主控芯片将会采集电压信号，根据电压信号的大小与事先设定值进行比较，实现对机器人启停的控制。所述第一MCU控制器11用于根据所述运动加速度数据进行判断，若所述运动加速度数据大于预设的安全阈值，则同时输出停止控制信号和停止状态信号；所述停止控制信号经所述电压放大电路13进行放大后输入所述VEX机器人的工作电路，控制所述VEX机器人停止运动；所述停止状态信号经由所述第二无线通信电路22发送给所述第二MCU控制器21，所述第二MCU控制器21通过所述串口电路23将所述停止状态信号发送给外部PC机，实现外部PC机对所述VEX机器人运动状态的监控。所述串口电路23接收来自外部PC机的恢复运动指令，并发送给所述第二MCU控制器21；所述第二MCU控制器21通过所述第二无线通信电路22将所述恢复运动指令发送给所述第一无线通信电路15，并发送至第一MCU控制器11；所述第一MCU控制器11根据所述恢复运动指令输出相应的恢复控制信号；所述恢复控制信号经所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VEX机器人教学辅助控制系统，用于对VEX机器人的运动进行辅助控制，其特征在于，所述辅助控制系统包括用于检测碰撞和控制运动的测控电路以及用于实现PC机和测控电路远距离信号交互的通信电路；其中：所述测控电路包括第一MCU控制器、加速度传感器电路、电压放大电路、第一电源电路、第一无线通信电路、USB串口电路；所述第一MCU控制器分别与所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路、所述第一无线通信电路连接，所述第一电源电路分别为所述第一MCU控制器、所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路供电；所述电压放大电路与所述VEX机器人的工作电路连接；所述通信电路包括第二MCU控制器、第二无线通信电路、串口电路、第二电源电路；所述第二MCU控制器分别与所述第二无线通信电路和所述串口电路连接，所述第二电源电路分别为所述第二MCU控制器、所述第二无线通信电路、所述串口电路供电；所述第二无线通信电路与所述第一线通信电路以2.4G无线的方式连接；所述串口电路用于接入外部PC机；所述加速度传感器电路用于实时采集所述VEX机器人的运动加速度数据，并将所述运动加速度数据发送给所述第一MCU控制器；所述第一MCU控制器用于将所述运动加速度数据转换输出为相应的控制信号；所述电压放大电路用于对所述控制信号进行放大，并输出放大控制信号至所述VEX机器人的工作电路；所述VEX机器人工作电路根据所述放大控制信号控制调整机器人的运动。...

【技术特征摘要】
1.一种VEX机器人教学辅助控制系统，用于对VEX机器人的运动进行辅助控制，其特征在于，所述辅助控制系统包括用于检测碰撞和控制运动的测控电路以及用于实现PC机和测控电路远距离信号交互的通信电路；其中：所述测控电路包括第一MCU控制器、加速度传感器电路、电压放大电路、第一电源电路、第一无线通信电路、USB串口电路；所述第一MCU控制器分别与所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路、所述第一无线通信电路连接，所述第一电源电路分别为所述第一MCU控制器、所述加速度传感器电路、所述电压放大电路、所述USB串口电路供电；所述电压放大电路与所述VEX机器人的工作电路连接；所述通信电路包括第二MCU控制器、第二无线通信电路、串口电路、第二电源电路；所述第二MCU控制器分别与所述第二无线通信电路和所述串口电路连接，所述第二电源电路分别为所述第二MCU控制器、所述第二无线通信电路、所述串口电路供电；所述第二无线通信电路与所述第一线通信电路以2.4G无线的方式连接；所述串口电路用于接入外部PC机；所述加速度传感器电路用于实时采集所述VEX机器人的运动加速度数据，并将所述运动加速度数据发送给所述第一MCU控制器；所述第一MCU控制器用于将所述运动加速度数据转换输出为相应的控制信号；所述电压放大电路用于对所述控制信号进行放大，并输出放大控制信号至所述VEX机器人的工作电路；所述VEX机器人工作电路根据所述放大控制信号控制调整机器人的运动。2.根据权利要求1所述的一种VEX机器人教学辅助控制系统，其特征在于：所述第一MCU控制器用于根据所述运动加速度数据进行判断，若所述运动加速度数据大于预设的安全阈值，则同时输出停止控制信号和停止状态信号；所述停止控制信号经所述电压放大电路进行放大后输入所述VEX机器人的工作电路，所述VEX机器人工作电路中的主控芯片采集到来自所述电压放大电路的电压信号后控制所述VEX机器人停止运动；所述停止状态信号经由所述第一无线通信电路发送给所述第二无线通信电路，并发送至所述第二MCU控制器，所述第二MCU控制器通过所述串口电路将所述停止状态信号发送给外部PC机，实现外部PC机对所述VEX机器人运动状态的监控。3.根据权利要求1所述的一种VEX机器人教学辅助控制系统，其特征在于：所述串口电路接收来自外部PC机的恢复运动指令，并发送给所述第二MCU控制器；所述第二MCU控制器通过所述第二无线通信电路将所述恢复运动指令发送给所述第一无线通信电路，进而发送给第一MCU控制器；所述第一MCU控制器根据所述恢复运动指令输出相应的恢复控制信号；所述恢复控制信号经所述电压放大电路进行放大后输入所述VEX机器人的工作电路，控制所述VEX机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗恩铭，叶富邦，王志，魏新园，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34