一种自组织机器人系统技术方案

本实用新型专利技术属于智能机器人领域，公开了一种自组织机器人系统，包括多个自组织机器人机体，所述自组织机器人机体包括：用于行动的机体、用于控制机体移动的驱动控制模块、用于自身定位的导航模块、用于接收/发送及监测无线电信号的无线电模块、用于获取接收天线所指方向，实时获取该方向对应的方位角的获取方向模块、根据接收到的数据采用一定算法做出判断的中央处理单元。本实用新型专利技术系统可以适应不同环境，满足不同需要；结构简单，成本低、广泛应用于各个领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能机器人领域，尤其涉及自组织机器人。
技术介绍
自组织机器人系统的研发是国内外近几年新兴起的一种新型机器人技术，是智能机器人技术发展的一个重要方向。与传统预设编程的智能机器人相比，自组织机器人系统在不断变化的和未知的环境中工作，特别是在稳定性、自我调整以及自适应方面有更突出的表现。这种类型的机器人受到大自然中生物自组织行为的启发，比如蚁群、蜂群，该类型机器人系统的理想方式是通过局部的个体单元机器人之间的互相作用、而非外部的全局控制，使个体之间根据环境和使用者的需要自我组织、自我组装成不同的形式或结构，以此满足不同的使用要求。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是:针对现有预设编程的智能机器人需要将个体设计的相当复杂，系统难度高，可控性差且不稳定，提供了一种自组织机器人系统，该系统通过一定数量的模块化的单元机器人个体自我组织、自我组装成不同形式或结构，以便满足不同环境下不同使用需要。为解决上述技术问题:本技术提出了一种自组织机器人系统，所述自组织机器人机体包括:用于行动的机体、用于控制机体移动的驱动控制模块、用于自身定位的导航模块、用于接收/发送及监测无线电信号的无线电模块、用于获取接收天线所指方向，实时获取该方向对应的方位角的获取方向模块、根据接收到的数据采用一定算法做出判断的中央处理单元;所述中央处理单元与无线电模块相连，所述中央处理单元输入端与导航模块、获取方向模块相连，控制端与驱动控制模块相连。优选的是，还包括用于控制机体之间相互连接的连接控制模块，所述连接控制模块与中央处理单元的控制端相连。在上述任一方案中优选的是，所述自组织机器人系统还包括用于控制连接控制模块位置和角度的连接驱动装置，所述连接驱动装置与中央处理单元的控制端相连。在上述任一方案中优选的是，所述无线电模块包括用于接收无线电信号的接收天线、用于获取无线电信号的无线电监测接收单元、用于发射无线电信号的无线电信号发射器，所述无线电接收单元与中央处理单元输入端相连、无线电信号发射器与中央处理单元输出端相连。在上述任一方案中优选的是，还包括用于躲避障碍的测距传感器，所述测距传感器与中央处理单元的输入端相连。在上述任一方案中优选的是，还包括用于指示机体状态的状态指示灯，所述状态指示灯与中央处理单元的控制端相连。在上述任一方案中优选的是，还包括用于其他功能扩充的扩充模块，所述扩充模块与中央处理单元的控制端相连。在上述任一方案中优选的是，所述中央处理单元集成有群体智能算法。在上述任一方案中优选的是，所述中央处理单元采取分步控制方式，具体操作如下:(I)当机体处于分离状态SI，每个机体通过导航模块以及方向获取装置测出自己所在位置信息，并将该位置信息输出到无线电信号发射器；(2)当机体的无线电监测接收单元接收到其他机体的无线电信号时，将所得到的数据输出到该机体中央处理单元，中央处理单元根据预设算法进行处理分析，得出分析结果;( 3)根据中央处理单元的分析结果，调度驱动控制模块、连接控制模块、连接驱动模块执行运动指令；(4)当机体完成指令后，由无线电发射器进行下一次广播；(5)重复步骤(I)到(4)，直到机体完成任务需要时，变更机体状态为自组装状态S2；(6)当机体处于分离状态SI并接收到其他状态为S2机体的广播信息时，分离状态SI机体向状态为S2的目标机体执行要求动作，并将自身机体所处状态调整为参与自组装状态S3，同时处于S3状态的机体只接受目标S2机体的无线电信号信息；(7)当所处状态为S3机体向状态为S2的目标机体完成要求的执行动作后，将自身的机体状态更改为S2;(8)当状态为S2的机体组团包含机体数量与根据算法得到的机体数量一致的组合方式时，该组团内部所有机体变更自身机体状态为SC，并且不参与状态为S1、S2、S3机体的互动行为；(9)当机体所处状态为SC并且根据自身序号判断出相邻机体序号信息后，中央处理单元等待接收用户使用要求的目标结构信息；(10)当中央处理单元接收到用户使用要求的目标结构信息时，根据算法进行分析，并根据分析结果控制机体部件，直至完成用户使用要求的目标结构。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(I)中位置信息包括机体方位角、机体序号、机体所处状态、组团编码以及机体连接驱动装置的角度。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(2)中分析结果包括机体的位置移动信息、方位角调整信息、机体所处状态、组团编码信息、机体连接控制装置信息以及机体连接驱动装置的角度调整信息。在上述任一方案中优选的是，还包括为自组织机器人供电的电源，所述电源与连接驱动装置连接。在上述任一方案中优选的是，还包括用于测量电量的电量传感器，电量传感器分别与电源和中央处理单元连接。在上述任一方案中优选的是，所述连接控制模块包括电磁铁或磁铁、电动机以及连接结构，通过电动机控制连接结构的旋转再通过磁铁或电磁铁引导连接结构相互对接。在上述任一方案中优选的是，所述连接驱动装置包括电动机与齿轮结构。由于本技术自组织机器人系统，包括多个单元机器人，机器人可以按照预定的算法或者任务要求自我组织，组织成不容形式或结构，所以可以适应不同环境，满足不同需要；相对于现有预设编程的只能机器人相比，本技术中自组织机器人结构简单，成本低、广泛应用于各个领域。本技术所述自组织机器人系统由多个单体自组织机器人组成，与传统由单个机器人完成复杂任务的情况相比，大大降低了因单个机体出现故障导致系统崩溃的情况，即使本技术所述机器人系统中多个机体发生故障，也可以在一定数量的前提下保证任务的完成。本技术所述机器人系统中单个机体可以根据使用要求进行体积、材质的调整，并且结合多种功能开发出适用于不同领域的产品。例如可以负责灾后搜救、勘探、搜查、教育等多领域的产品。本技术所述自组织机器人系统中单个机体至少还包括一个用于躲避障碍的测距传感器，可以有效避免机体在行动中互相碰撞以及撞上障碍物，导致机体损坏的情况，保证了所述自组织机器人系统的安全。本技术所述自组织机器人系统中单个集体还包括用于进行电量监测的电量传感器，所述电量传感器与中央处理器和电源直接连接，数据通过中央处理器控制机体状态指示灯告知用户电量的使用情况，有效避免因电量不足而丢失的情况。本技术自组织机器人系统中单个自组织机器人中央处理单元，通过无线电监测接收单元执行无线电指令、控制行动，并可以通过网络与控制中心进行互动，实时提供监测数据信息，方便使用者对所述自组织机器人任务执行情况进行监察。【附图说明】图1为本技术自组织机器人系统组成框图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下【具体实施方式】只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述
技术实现思路
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【技术保护点】
一种自组织机器人系统，包括多个自组织机器人机体，其特征在于：所述自组织机器人机体包括：用于行动的机体、用于控制机体移动的驱动控制模块、用于自身定位的导航模块、用于接收/发送及监测无线电信号的无线电模块、用于获取接收天线所指方向，实时获取该方向对应的方位角的获取方向模块、根据接收到的数据采用一定算法做出判断的中央处理单元；所述中央处理单元与无线电模块相连，所述中央处理单元输入端与导航模块、获取方向模块相连，控制端与驱动控制模块相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宇晨，马百冶，景大川，
申请(专利权)人：朱宇晨，马百冶，景大川，
类型：新型
国别省市：北京;11