[00054889]采用触摸屏HMI人机界面的小型多关节机器人

　　技术简介： 　　面向高校和中小学创新教育需要，以及现有的教育机器人(小型机械手)无法人机交互只能使用键盘或按键控制的问题，使用具有UART接口和可二次开发功能的8寸触摸屏设计了具有良好人机交互和控制功能的小型多关节机器人。 　　小型多关节机器人系统采用舵机驱动形式，从下至上共有6个舵机。下面的四个舵机可实现360度的转动，最上面(末端)的两个舵机可实现60度的转动。最大工作空间半径可达1m左右。 　　机器人系统控制器采用具有ISP功能的高速8位MCU，可非常方便的实现程序升级。 　　同时，MCU控制板还应用了Kalman滤波技术，可以5ms间隔实时检测舵机的驱动电流，在电流超过额定电流时可切断主电路和相应舵机的PWM控制电路，实现电机的过流保护。通过软件技术还实现了即将到位检测和控制。技术手段提高了系统的安全性和可靠性，避免出现舵机卡死或烧坏等意外现象。 　　本系统MCU采用标准C语言设计和编写。 　　小型多关节机器人可用于中小学的创新实践和机器人教育和竞赛，也可用于低年级机械电子工程和自动化控制等专业的本科生控制类课程教学和实践中。 　　技术的应用领域前景分析： 　　中国现有中学7万余所，小学30.09万余所。按照20%的市场份额和每校采购5-10台/套计算，全国就有40-80万套的潜在市场。再按照20%的实际需求计算，全国每年有8-16万台/套的实际需求。 　　机器人用舵机的实际使用寿命一般为3年左右，就是说，每3年左右就有一批更新换代的实际需求。市场前景相当可观。 　　经济收益分析： 　　市面上现有HMI的六舵机小型关节机器人的市场售价一般为8000元/台(套)左右。机械材料和加工费用约600元，6个舵机费用约400元，电子芯片费用约100元，PCB加工费用约60元，其余费用约在50元。每台/套毛利润约在6800元左右。扣除20%的税费，20%的人工，20%的设计和研发费用，每台/套净利润约在2500-3000元左右，占售价的35%左右。 　　按每年2万套计算，净利润大约为5000-6000万元/年。 　　厂房条件建议： 　　机械部件和PCB可以外协加工，50-100平左右的厂房即可生产和加工。 　　备注：已研发成功，并经过中试。相关成果已申报国家发明专利。