一种智能机械臂的控制方法、装置及系统与流程

技术特征：

1.一种智能机械臂的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取第一欧拉角、第二欧拉角和第三欧拉角，并分别存储于对应的缓存空间；所述第一欧拉角是第一MCU控制器根据安装于人手的手背上的第一传感器所测量的数据计算得到；所述第二欧拉角是第二MCU控制器根据安装于人的上臂上方的第二传感器所测量的数据计算得到；所述第三欧拉角是第三MCU控制器根据安装于人的前臂上方的第三传感器所测量的数据计算得到；

S2：根据所述第二欧拉角的方位角计算得出机械臂底盘的方位舵机角度；

S3：根据所述第二欧拉角和第三欧拉角的俯仰角计算得出手臂的垂直平面坐标，并换算为机械舵机的垂直平面坐标，并依据机械臂舵机的垂直平面坐标以及机械臂的两条臂的长度计算得出机械臂的第一臂的水平俯仰角和第二臂的水平俯仰角，以及机械臂第一臂的舵机角度和机械臂第二臂的舵机角度；

S4：根据人手的垂直平面坐标和机械臂的垂直平面坐标的映射关系，根据第一欧拉角的俯仰角和侧倾角得到机械臂手腕的俯仰角和侧倾角，并结合所述第一臂的水平俯仰角和第二臂的水平俯仰角，计算得出机械臂手腕的俯仰舵机角度；

S5：根据第一欧拉角的侧倾角得到机械臂手腕的侧倾舵机角度；

S6：根据五个舵机角度向机械臂控制器发送驱动舵机转动的数据信号，从而使得机械臂控制器根据该数据信号生成PWM信号给机械臂，以控制机械臂对应的部位运动；所述五个舵机角度包括所述机械臂底盘的方位舵机角度、机械臂第一臂的舵机角度、机械臂第二臂的舵机角度、机械臂手腕的俯仰舵机角度和机械臂手腕的侧倾舵机角度。

2.如权利要求1所述智能机械臂的控制方法，其特征在于，所述第一传感器为六轴传感器，第二传感器和第三传感器为九轴传感器。

3.如权利要求1所述智能机械臂的控制方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2之间还包括S11：判断所述第二欧拉角和第一欧拉角是否合法，若合法，则执行S2，若不合法，则执行S1。

4.如权利要求1所述智能机械臂的控制方法，其特征在于，步骤S3还包括当所述根据第二欧拉角和第三欧拉角的俯仰角计算得出手臂的垂直坐标平面，并换算为机械臂舵机的垂直平面坐标时，判断机械臂是否能够达到机械臂的垂直坐标平面的对应坐标点，若不能，则PC端采用原有的数据作为机械臂第一臂的舵机角度和第二臂的舵机角度值，继续执行S4；所述原有的数据为智能机械臂前一次运动时计算得到的机械臂第一臂的舵机角度和第二臂的舵机角度值。

5.一种智能机械臂的控制装置，其特征在于，包括：

获取欧拉角模块，用于获取第一欧拉角、第二欧拉角和第三欧拉角并分别存储于对应的缓存空间；所述第一欧拉角是第一MCU控制器根据安装于人手的手背上的第一传感器所测量的数据计算得到；所述第二欧拉角是第二MCU控制器根据安装于人的前臂上方的第二传感器所测量的数据计算得到；所述第三欧拉角是第三MCU控制器根据安装于人手的上臂上方的第三传感器所测量的数据计算得到；

获取第一舵机角度模块，用于根据第二欧拉角的方位角计算得出机械臂底盘的方位舵机角度；

获取第二和第三舵机角度模块，用于根据第二欧拉角和第三欧拉角的俯仰角计算得出手臂的垂直平面坐标，并换算为机械臂舵机的垂直平面坐标，根据坐标数据以及机械臂的两条臂长的条件计算得出机械臂的第一臂的水平俯仰角和第二臂的水平俯仰角，以及机械臂第一臂的舵机角度和机械臂第二臂的舵机角度；

获取第四舵机角度模块，用于根据人手的垂直坐标平面和机械臂的垂直坐标平面的映射关系，根据第一欧拉角的俯仰角和侧倾角得到机械臂手腕的俯仰角和侧倾角，并结合所述第一臂的水平俯仰角和第二臂的水平俯仰角，计算得出机械臂手腕的俯仰舵机角度；

获取第五舵机角度模块，用于根据第一欧拉角的侧倾角得到机械臂手腕的侧倾舵机角度；

控制机械臂工作模块，用于根据五个舵机角度向机械臂控制器发送驱动舵机转动角度的信号，从而使得机械臂控制器根据该信号发送一PWM信号控制机械臂相对应的部位运动；所述五个舵机角度包括机械臂底盘的方位舵机角度、机械臂第一臂的舵机角度、机械臂第二臂的舵机角度、机械臂手腕的俯仰舵机角度和机械臂手腕的侧倾舵机角度。

6.如权利要求5所述智能机械臂的控制装置，其特征在于，所述第一传感器为六轴传感器，第二传感器和第三传感器为九轴传感器。

7.一种智能机械臂的控制系统，其特征在于，包括安装于手背上的第一传感器、安装于前臂上方的第二传感器、安装于上臂上方的第三轴传感器以及MCU控制器，所述MCU控制器有三个，分别记为第一MCU控制器、第二MCU控制器和第三MCU控制器；所述第一传感器与所述第一MCU控制器，所述第二传感器与所述第二MCU控制器电性连接，所述第三传感器与所述第三MCU控制器电性连接；第一MCU控制器用于获取第一传感器所发送的数据，以及根据所述第一传感器所发送的数据计算得到第一欧拉角；第二MCU控制器用于获取第二传感器所发送的数据，以及根据所述第二传感器所发送的数据计算得到第二欧拉角；第三MCU控制器用于获取第三传感器所发送的数据，以及根据所述第三传感器所发送的数据计算得到第三欧拉角；

还包括PC端、机械臂控制器和机械臂，所述第一MCU控制器、第二MCU控制器、第三MCU控制器分别与所述PC端连接，所述机械臂控制器与所述PC端电性连接，所述机械臂控制器与机械臂电性连接；

PC端用于接收来自第一MCU控制器、第二MCU控制器和第三MCU控制器发送的第一欧拉角、第二欧拉角和第三欧拉角，并分别存储于对应的缓存空间中，以及用于根据所述第一欧拉角、第二欧拉角和第三欧拉角生成使得机械臂运动的数据信号并发送给机械臂控制器；所述机械臂控制器用于根据所述数据信号生成PWM信号给机械臂，并控制机械臂对应的部位工作。

8.如权利要求7所述智能机械臂的控制系统，其特征在于，所述第一传感器为六轴传感器，第二传感器和第三传感器为九轴传感器。

9.如权利要求7所述智能机械臂的控制系统，其特征在于，所述第一MCU控制器、第二MCU控制器、第三MCU控制器分别与所述PC端通过串口通信连接。

10.如权利要求7所述智能机械臂的控制系统，其特征在于，所述机械臂控制器与PC端通过I2C数据总线连接。