一種基于zigbee無線通信水下自重構機器人

1、一種基于一種基于ZigBee無線通信水下自重構機器人無線通信水下自重構機器人耿圖李相龍張繼宇摘要本文以STM32W108——ZigBee無線通信控制器為核心，從水下自重構機器人的個體連接方式、水下運動方式、水下近距離定位和自組網與群體智慧等方面對水下自重構機器人系統(tǒng)進行研究與設計。設計了機器人的連接機構。不同個體之間以機械連接為主，配合微型接近開關和ZigBee的信號強度檢測技術實現(xiàn)個體之間的穩(wěn)定簡潔連接。研究了機器人的運動方式，確定了

2、個體機器人運動所需的最小自由度的數量為二個，并根據所要完成的運動方式將兩個自由度的分布位置設計成兩個關節(jié)組合的方式。通過利用ZigBee的自組網技術設計了一種簡單的群體智慧運算程序，并在多個機器人組合成一個整體時，通過多種群體運動方式檢驗了該技術。【關鍵詞】水下自重構機器人STM32W108ZigBee技術隨著互聯(lián)網與高科技的不斷發(fā)展，人們希望節(jié)省時間，越來越多的事情由機器完成。單臺機器人只適用于一些任務簡單、環(huán)境相對固定的場合。然而，

3、對于一些不可預知的作業(yè)任務，就無法選擇機器人的最佳結構，需要由許多具有不同運動學和動力學特性的機器人來完成，這種做法往往耗資巨大，甚至于不可行。重構機器人的研究正是針對此類應用背景開始的，其主要思想是，利用模塊之間的連接性和互換性，以及模塊自身傳感器感知到的周圍環(huán)境信息，通過大量模塊之間的相互操作改變整體構形，擴展移動形式，性的ZigBee無線網絡來設計水下自重構機器人系統(tǒng)。單個系統(tǒng)主要有連接機構、運動機構、電路與控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、定

4、位傳感器五個部分組成，整個機器人系統(tǒng)是多個機器人組成的集群智能整體，系統(tǒng)組成結構如圖1所示。2總體方案設計基于Zigbee通信的水下自重構機器人系統(tǒng)包括連接機構、運動機構、無線通信系統(tǒng)網絡三個部分組成。本系統(tǒng)的示意圖如圖2所示。圖2包括三個部分：連接與定位系統(tǒng)、STM32W108核心控制系統(tǒng)、運動機構。2.1連接與定位系統(tǒng)連接機構是水下自重構機器人系統(tǒng)的重要組成部分之一，所以要謹慎設計器連接機構及相應的傳動設備。本文采用的是旋轉自鎖機構

5、作為連接機構的基本形態(tài)。該機構將運動部分簡化為一個轉動副，該轉動副的移動距離應盡可能地小以方便傳動機構的安裝，并將零件簡化到3個以內，以方便利用實驗室的3D打印機等工具制作。為滿足3D打印機的精度要求，每個零件的設計都應該以1mm為最小單位。強度應至少能偶承受2個機器人個體的自重拉力。同時配合以電感性接近開關為連接時的是否連接到位的指示傳感器。連接機構大致設計方案如圖3所示。2.2STM32W108核心控制系統(tǒng)本文使用業(yè)界領先的STM3