一种机器人控制系统的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及的是一种机器人控制系统。

背景技术：

现有技术中，机器人的控制一般都是通过预存储控制程序或者通过远程的原管理平台发送指令进行控制，在控制的时候，通过机器人本体内部的驱动设备进行驱动机器人的动作。

现有也有通过外骨骼操作器进行控制的，但是现有的外骨骼操作器进控制时，只控制主要关节，控制精度不高，自由度很少，只能执行有限的几种大肢体范围的操作，不能准确反应操作用户的手部等细节动作，造成使用时的困难，限制了 机器人的使用功能。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种通过外骨骼操作器进行控制，控制精确度高，机器人本体可以准确反应操作用户动作，使用控制效果好的机器人控制系统。

本实用新型的技术方案如下：一种机器人控制系统，包括机器人本体、穿戴于人体的外骨骼操作器、以及用于实现机器人本体和外骨骼操作器之间数据传输的云管理平台；其中，外骨骼操作器设置有穿戴于人体的固定架、设置在固定架上用于采集人体各关节动作的采集机构、以及用于连接采集机构和云管理平台、实现数据的发送与接收的第一数据网关；机器人本体设置用于连接机器人本体和云管理平台、实现数据的发送与接收的第二数据网关；并且，机器人本体上固定设置有与第二数据网关连接、用于将采集机构采集的人体各关节动作数据进行力度、速度和位置分析，并得到力度控制数据和速度与位置控制数据的控制芯片，以及根据得到控制数据驱动机器人本体动作的驱动器；并且，采集机构设置有与人体关节位置对应、用于对应采集人体各关节动作的电位器。

应用于上述技术方案，所述的机器人控制系统中，还包括有一穿戴于人体头部的VR显示装置，VR显示装置通过电脑主机与云管理平台连接；机器人本体上设置对应的摄像头，摄像头与还用于采集摄像头的摄像数据的控制芯片连接。

应用于各个上述技术方案，所述的机器人控制系统中，机器人本体上还设置有分别与驱动器和第二数据网关连接、用于反馈力度控制数据和速度与位置控制数据的编码器，外骨骼操作器上还分别设置有用于实现反馈的微型电动装置和微型振动装置。

应用于各个上述技术方案，所述的机器人控制系统中，固定架包括有相互连接并用于穿戴的头部固定环、胸部固定机构、手部固定机构和脚部固定机构；采集机构包括有头部角度采集机构、肩部角度采集机构、手臂旋转采集机构、手腕角度采集机构、手指角度采集机构、腿部角度采集机构、小腿部角度采集机构和脚腕角度采集机构。

采用上述方案，本实用新型通过云管理平台可以实现机器人本体和外骨骼操作器之间数的据传输，并且，通过外骨骼操作器设置用于采集人体各关节动作的采集机构，机器人本体设置用于将采集机构采集的人体各关节动作数据进行力度、速度和位置分析，通过得到力度控制数据和速度与位置控制数据驱动机器人本体，控制精确度高，机器人本体可以准确反应操作用户动作，使用控制效果好。

附图说明

图1为本实用新型的连接结构示意图一；

图2为本实用新型的连接结构示意图二；

图3为本实用新型的连接结构示意图三；

图4为本实用新型中外骨骼操作器的结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

本实施例提供了一种机器人控制系统，如图1-3所示，机器人控制系统包括机器人本体、穿戴于人体的外骨骼操作器和云管理平台，云管理平台用于实现机器人本体和外骨骼操作器之间数据传输，即为机器人本体和外骨骼操作器之间数据网络中转。

其中，外骨骼操作器设置有穿戴于人体的固定架、设置在固定架上用于采集人体各关节动作的采集机构、以及用于连接采集机构和云管理平台、实现数据的发送与接收的第一数据网关。

其中，外骨骼操作器的结构图如图4所示，外骨骼操作器包括一整套可穿戴的外骨骼结构，外骨骼结构的穿戴骨架包括相互连接的头部固定环101、胸部固定机构103、手部固定机构115和脚部固定机构119，其中，手部固定机构115和脚部固定机构119根据人体分别设置有两个手部固定机构115和两个脚部固定机构119；其中，头部固定环101固定在人体头部，胸部固定机构103穿戴于人体胸部，两个手部固定机构115穿戴于人体的两手部，两个脚部固定机构119穿戴于人体的两脚部，从而可以形成一整套的穿戴外骨骼结构。

并且，头部固定环101上设置有一头部角度采集机构102，胸部固定架103与每一手部固定机构115之间设置有肩部关节113、手腕关节114和手臂旋转采集机构105，胸部固定架103与每一脚部固定机构119之间设置有大腿关节116、小腿关节117和脚腕关节118；并且，肩部关节113上设置有肩部角度采集机构104，手腕关节114上设置有手腕角度采集机构106，并且，手部固定机构115上还设置有手指角度采集机构107；大腿关节116上设置有腿部角度采集机构110，小腿关节117上设置有小腿部角度采集机构111，脚腕关节118上设置有脚腕角度采集机构112；并且，每一采集机构上均配置有可调节的电位器，其中，手指角度采集机构107可以分别设置有多个电位器，其可以分别用于采集五个手指的动作。

如此，在头部角度采集机构102、肩部角度采集机构104、手臂旋转采集机构105、腿部角度采集机构110、小腿部角度采集机构111、以及脚腕角度采集机构112上配置有可调节电位器，用户穿戴好一整套外骨骼后进行的肢体运动，其会在物理上反向带动外骨骼的运动，而外骨骼的运动会被分解成外骨骼关节之间的相对转动，进而使得对应可调节电位器的数值产生变化。在一定的时间间隔，优选的100ms，第一数据网关会将采集的每个可调节电位器的数值，并把电压值换算成绝对角度数值，传递给外界，如此重复。其中，第一数据网关可以固定设置在胸部固定机构103上，并与个采集机构进行连接，采集机构将采集数据通过第一数据网关发送给远程的云管理平台，并通过云管理平台发送给机器人本体。

并且，机器人本体设置用于连接机器人本体和云管理平台、实现数据的发送与接收的第二数据网关，第二数据网关接收采集数据，并将采集数据发送给控制芯片进行分析，控制芯片设置在机器人本体上，其与第二数据网关连接，控制芯片对采集机构采集的人体各关节动作数据进行力度、速度和位置分析，并得到力度控制数据和速度与位置控制数据，控制芯片将力度控制数据和速度与位置控制数据形成控制指令，并发送给驱动器，通过驱动器驱动机器人本体动作。

或者，如图2所示，机器人控制系统还包括有一穿戴于人体头部的VR显示装置，VR显示装置通过电脑主机与云管理平台连接；机器人本体上设置对应的摄像头，摄像头与还用于采集摄像头的摄像数据的控制芯片连接，控制芯片将摄像头的摄像数据发送给远程的云管理平台，云管理平台将摄像数据传送给电脑主机，VR显示装置通过连接电脑主机，将摄像数据显示在VR显示装置上，如此，穿戴人体可以通过VR显示装置看到机器人本体上摄像头的摄像范围，使外骨骼操作器的穿戴人员可以根据视觉范围进行操作，使用效果更佳。

如图3所示，根机器人本体上还设置有分别与驱动器和第二数据网关连接、用于反馈力度控制数据和速度与位置控制数据的编码器，驱动器在驱动机器人本体进行动作的同时，还将力度控制数据和速度与位置控制数据发送给外骨骼操作器，外骨骼操作器设置有用于实现反馈的微型电动装置和微型振动装置，外骨骼操作器通过微型电动装置的电动可以给予人体操作者力度的反馈，并且，通过微型振动装置的振动给予人体操作者力度感觉上分反馈。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。