一种与人体动作同步的机器人控制系统的制作方法

专利2022-05-09  94


本发明涉及机器人控制技术领域,尤其涉及一种与人体动作同步的机器人控制系统。



背景技术:

机械手臂一般通过直接电脑编程的方式实现各种功能,但这要求操作对象工作在相对固定的位置,并且类型一致,同步机器人工作使用者肢体动作实现机器人的同步运动。

在生活中很多下体瘫痪患者,卧病在床,无法对患者进行深切关怀,只能进行上肢活动,降低了患者的治疗信心。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决现有技术中很多下体瘫痪患者,卧病在床,无法对患者进行深切关怀,只能进行上肢活动,降低了患者的治疗信心的缺点,而提出的一种与人体动作同步的机器人控制系统。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种与人体动作同步的机器人控制系统,包括单片机控制模块,所述单片机控制模块上连接有传感模块和无线传输模块,无线传输模块上连接有执行模块,执行模块上连接有驱动模块,传感模块包括耳部传感器、嘴部传感器、手臂传感器、颈部传感器和足部传感器,驱动模块包括耳部驱动单元、嘴部驱动单元、手臂驱动单元、颈部驱动单元和足部驱动单元。

优选的,所述耳部传感器包括左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器,左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器分别用于检测左右食指的弯曲度。

优选的,所述嘴部传感器包括左中指弯曲度传感器,左中指弯曲度传感器用于检测左中指的弯曲度。

优选的,所述手臂传感器包括左大臂一号电机电位器、右大臂一号电机电位器、左大臂二号电机电位器、右大臂二号电机电位器、左小臂电机电位器和右小臂电机电位器。

优选的,所述颈部传感器包括右中指弯曲度传感器,右中指弯曲度传感器用于检测右中指的弯曲度。

优选的,所述足部传感器包括左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器,左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器用于检测左右无名指的弯曲度。

优选的,所述耳部驱动单元包括左耳电机和右耳电机,左耳电机和右耳电机。

优选的,所述嘴部驱动单元包括嘴部电机,颈部驱动单元包括颈部电机。

优选的,所述手臂驱动单元包括左大臂一号电机、右大臂一号电机、左大臂二号电机、右大臂二号电机、左小臂电机和右小臂电机。

优选的,所述足部驱动单元包括左足电机和右足电机。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

本发明捕捉人体运动数据后,将数据传递给单片机控制模块,经过数据处理后再去控制各个电机旋转相应角度,从而实现机器人和人体的同步运动;身体穿戴背包通过人体上肢臂部运动时左右共六个关节的角度以及左右共六根手指关节角度,可以控制机器人同步运动;够通过手指活动,改变人偶机器人的活动操作,解决此类人群肢体无法活动问题,提高生活信心;可以对偏瘫患者人文关怀,便于操作活动,提高患者治疗信心,本发明可以进一步利用手指端活动来控制前臂及上臂活动,用于医学治疗。

附图说明

图1为本发明提出的一种与人体动作同步的机器人控制系统的结构示意图;

图2为本发明提出的一种与人体动作同步的机器人控制系统的传感模块框图;

图3为本发明提出的一种与人体动作同步的机器人控制系统的驱动模块框图;

图4为本发明提出的驱动模块设置在机器人上的结构图;

图5为本发明提出的传感模块设置在背包上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

参照图1-5,一种与人体动作同步的机器人控制系统,包括单片机控制模块,所述单片机控制模块上连接有传感模块和无线传输模块,无线传输模块上连接有执行模块,执行模块上连接有驱动模块,传感模块包括耳部传感器、嘴部传感器、手臂传感器、颈部传感器和足部传感器,驱动模块包括耳部驱动单元、嘴部驱动单元、手臂驱动单元、颈部驱动单元和足部驱动单元,传感模块接收到动作信号并通过无线传输模块传送给单元机控制模块,单片机控制模块对传送的动作信号进行分析并通过执行模块控制驱动模块工作,无线传输模块上连接有执行模块,执行模块上连接有驱动模块,驱动模块设置在机器人上(参考图4),传感模块设置在使用者背包上(参考图5)。

本实施例中,耳部传感器包括左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器,左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器分别用于检测左右食指的弯曲度,左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器分别与使用者的左右食指连接。

本实施例中,嘴部传感器包括左中指弯曲度传感器,左中指弯曲度传感器用于检测左中指的弯曲度,左中指弯曲度传感器与使用者的左中指相连。

本实施例中,手臂传感器包括左大臂一号电机电位器、右大臂一号电机电位器、左大臂二号电机电位器、右大臂二号电机电位器、左小臂电机电位器和右小臂电机电位器(参考图5)。

本实施例中,颈部传感器包括右中指弯曲度传感器,右中指弯曲度传感器用于检测右中指的弯曲度,右中指弯曲度传感器与使用者的右中指相连。

本实施例中,足部传感器包括左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器,左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器用于检测左右无名指的弯曲度,左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器分别与使用者的左手无名指和右手无名指相连。

本实施例中,耳部驱动单元包括左耳电机和右耳电机,左耳电机和右耳电机,左耳电机用于控制机器人的左耳翻转,右耳电机用于控制机器人的右耳翻转。

本实施例中,嘴部驱动单元包括嘴部电机,颈部驱动单元包括颈部电机,颈部电机用于控制机器人的颈部旋转。

本实施例中,手臂驱动单元包括左大臂一号电机、右大臂一号电机、左大臂二号电机、右大臂二号电机、左小臂电机和右小臂电机,左大臂一号电机、右大臂一号电机分别用于驱动机器人的左大臂和右大臂旋转,左大臂二号电机、右大臂二号电机分别用于驱动机器人的左大臂和右大臂前后翻转,左小臂电机和右小臂电机分别用于驱动机器人的左小臂和右小臂旋转。

本实施例中,足部驱动单元包括左足电机和右足电机,左足电机和右足电机分别用于控制机器人的左足和右足活动。

本实施例中,具体使用时,使用者穿上背包,传感模块接收到使用者的动作信号并传送给单片机控制模块,单片机控制模块通过无线传输模块控制执行模块,执行模块对驱动模块进行控制,使用者控制左食指、右食指弯曲,左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器可以接收到感应信号,可以控制机器人的左耳电机和右耳电机启动,左耳电机和右耳电机可以控制机器人的左右耳部翻转活动;通过使用者控制左中指、右中指弯曲,左中指弯曲度传感器和右中指弯曲度传感器可以接收到感应信号,可以控制机器人的嘴部电机和颈部电机启动,嘴部电机和颈部电机可以控制机器人的嘴部和颈部活动;使用者控制左大臂和右大臂活动,左大臂一号电机电位器、右大臂电机电位器感应、左大臂二号电机电位器和右大臂二号电机电位器可以接收到感应信号,并控制左大臂一号电机、右大臂一号电机、左大臂二号电机和右大臂二号电机工作,可以控制机器人的左大臂和右大臂旋转和翻转;通过使用者控制左无名指和右无名指弯曲,左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器可以接收到感应信号,并控制左足电机和右足电机工作,可以控制机器人的左足和右足活动。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种与人体动作同步的机器人控制系统,包括单片机控制模块,其特征在于,所述单片机控制模块上连接有传感模块和无线传输模块,无线传输模块上连接有执行模块,执行模块上连接有驱动模块,传感模块包括耳部传感器、嘴部传感器、手臂传感器、颈部传感器和足部传感器,驱动模块包括耳部驱动单元、嘴部驱动单元、手臂驱动单元、颈部驱动单元和足部驱动单元。

2.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述耳部传感器包括左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器,左食指弯曲度传感器和右食指弯曲度传感器分别用于检测左右食指的弯曲度。

3.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述嘴部传感器包括左中指弯曲度传感器,左中指弯曲度传感器用于检测左中指的弯曲度。

4.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述手臂传感器包括左大臂一号电机电位器、右大臂一号电机电位器、左大臂二号电机电位器、右大臂二号电机电位器、左小臂电机电位器和右小臂电机电位器。

5.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述颈部传感器包括右中指弯曲度传感器,右中指弯曲度传感器用于检测右中指的弯曲度。

6.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述足部传感器包括左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器,左无名指弯曲度传感器和右无名指弯曲度传感器用于检测左右无名指的弯曲度。

7.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述耳部驱动单元包括左耳电机和右耳电机,左耳电机和右耳电机。

8.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述嘴部驱动单元包括嘴部电机,颈部驱动单元包括颈部电机。

9.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述手臂驱动单元包括左大臂一号电机、右大臂一号电机、左大臂二号电机、右大臂二号电机、左小臂电机和右小臂电机。

10.根据权利要求1所述的一种与人体动作同步的机器人控制系统,其特征在于,所述足部驱动单元包括左足电机和右足电机。

技术总结
本发明属于机器人控制技术领域,尤其是一种与人体动作同步的机器人控制系统,针对现有技术中很多下体瘫痪患者,卧病在床,无法对患者进行深切关怀,只能进行上肢活动,降低了患者的治疗信心的问题,现提出如下方案,其包括单片机控制模块,所述单片机控制模块上连接有传感模块和无线传输模块,无线传输模块上连接有执行模块,执行模块上连接有驱动模块。本发明通过手指活动,改变人偶机器人的活动操作,进而改进一侧手指控制对侧偏瘫肢体的活动,或者大关节运动障碍的患者,可以用同侧手指传感以恢复同侧大关节运动,解决此类人群肢体无法活动问题,提高生活信心;可以对偏瘫患者人文关怀,便于操作活动,提高患者治疗信心。

技术研发人员:徐皖东;黄丽丹
受保护的技术使用者:徐皖东
技术研发日:2021.05.18
技术公布日:2021.08.03

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