一种舞蹈机器人控制方法及系统与流程

本发明属于智能机器人技术领域，尤其是涉及一种舞蹈机器人控制方法及系统。

背景技术：

随着科技水平的不断进步，服务类机器人种类逐渐增多，例如咨询类机器人、娱乐机器人，机器人的功能也逐渐增多。

但是现有的跳舞机器人，大多功能较为单一，只能实现简单的摆动，完成小幅度的舞动动作，智能化的程度较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种舞蹈机器人控制方法及系统，以解决目前舞蹈机器人功能单一，智能化程度较低的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种舞蹈机器人控制方法，包括激光雷达模块检测与周围障碍物的距离，根据与周围障碍物的距离，控制器时时作出判断；六维力传感器模块和触摸模块检测机器人的受力情况，控制器做出判断及时调整机器人与人受力方向，防止人受伤。

进一步的，所述激光雷达模块的执行方法和主控制器的控制方法，具体如下：

S101、机器人运行后，激光雷达模块检测机器人与周围障碍物之间的距离信息，并将信息发送至主控制器；

S102、主控制器通过处理、运算，计算出机器人与周围障碍物之间的距离；

S103、当主控制器测量的机器人与周围障碍物的距离小于0.5米时，主控制器控制伺服模块驱动机器人远离障碍物；

S104、当主控制器测量的机器人与周围障碍物的距离在0.5米以上时，返回执行步骤S101。

进一步的，所述六维力传感器模块是在与人体互动，人体用力较大，机器人整体发生形变时才向主控制器发送信息，六维力传感器的执行方法和主控制器的控制执行方法，具体如下：

S201、当机器人与人互动，用力较大时，机器人会向某个方向发生形变；

S202、六维力传感器根据形变，计算出三个力分量和三个力矩分量信息，并将信息发送至主控制器；

S203、主控制器根据受力的方向，控制伺服模块驱动机器人沿受力方向运行，并且形变越大运行越快。

进一步的，所述触摸模块包括多个压力传感器，所述触摸模块的执行方法和主控制器控制方法，具体如下：

S301、当机器人与人互动时，机器人与人接触，接触部位的压力传感器向主控制器发送信息；

S302、主控制器处理压力传感器反馈的压力大小、方向信息；

S303、主控制器向伺服模块发送控制指令，控制伺服模块驱动机器人沿受力方向运行，并且受力越大运行越快。

一种舞蹈机器人控制系统，包括主控制器和激光雷达模块、六维力传感器模块、触摸模块、伺服模块、供电模块；所述激光雷达模块包括激光雷达测距装置，所述激光雷达测距装置连接主控制器；所述六维力传感器模块连接主控制器；所述触摸模块包括多个压力传感器，所述压力传感器都连接主控制器；所述伺服模块包括多个伺服电机，所述伺服电机通过伺服驱动器连接主控制器。

进一步的，所述供电模块为锂电池，所述供电模块通过DC/DC电源模块为控制系统供电。

进一步的，所述触摸模块包括分别安装在头部、左臂、右臂、左肩膀、右肩膀、前胸、后背、前腰、后腰、前腿部和后腿部的11路压力传感器。

进一步的，所述压力传感器的型号为FSR406。

进一步的，所述伺服模块包括3个伺服电机，每个伺服电机连接一个全向轮，所述全向轮安装在机器人底部。

进一步的，所述主控制器为ARM控制器。

相对于现有技术，本发明所述的舞蹈机器人控制方法及系统具有以下优势：

本发明所述的舞蹈机器人可以实现与人协作，判断人与机器人位置关系、接触位置、机器人本身受力情况，并做出运动，可以自动躲避障碍物；跳舞时，机器人通过判断与人体接触位置和机器人六维受力方向与大小，驱动机器人顺着人的用力方向运行，并且可以根据人的用力大小，调整运行速度的快慢，防止使人受伤。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的舞蹈机器人控制系统原理示意图；

图2为本发明实施例所述的舞蹈机器人控制系统供电装置原理图；

图3为本发明实施例所述的舞蹈机器人触摸模块原理图；

图4为本发明实施例所述的舞蹈机器人两种舞蹈模式流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，一种舞蹈机器人控制方法，包括激光雷达模块检测与周围障碍物的距离，根据与周围障碍物的距离，控制器时时作出判断；六维力传感器模块和触摸模块检测机器人的受力情况，控制器做出判断及时调整机器人与人受力方向，防止人受伤。

所述舞蹈机器人包括两种跳舞模式，一种是单独跳舞，另一种是教人跳舞；单独跳舞时，只需要判断与周围障碍物之间的距离；教人跳舞时，既需要判断与周围障碍物以及与人的距离，也需要跟根据检测到的受力情况，调整机器人的运行方向。

其中，所述激光雷达模块的执行方法和主控制器的控制方法，具体如下：

S101、机器人运行后，激光雷达模块检测机器人与周围障碍物之间的距离信息，并将信息发送至主控制器；

S102、主控制器通过处理、运算，计算出机器人与周围障碍物之间的距离；

S103、当主控制器测量的机器人与周围障碍物的距离小于0.5米时，主控制器控制伺服模块驱动机器人远离障碍物；

S104、当主控制器测量的机器人与周围障碍物的距离在0.5米以上时，返回执行步骤S101。

其中，所述六维力传感器模块是在与人体互动，人体用力较大，机器人整体发生形变时才向主控制器发送信息，六维力传感器的执行方法和主控制器的控制执行方法，具体如下：

S201、当机器人与人互动，用力较大时，机器人会向某个方向发生形变；

S202、六维力传感器根据形变，计算出三个力分量和三个力矩分量信息，并将信息发送至主控制器；

S203、主控制器根据受力的方向，控制伺服模块驱动机器人沿受力方向运行，并且形变越大运行越快。

其中，所述触摸模块包括多个压力传感器，所述触摸模块的执行方法和主控制器控制方法，具体如下：

S301、当机器人与人互动时，机器人与人接触，接触部位的压力传感器向主控制器发送信息；

S302、主控制器处理压力传感器反馈的压力大小、方向信息；

S303、主控制器向伺服模块发送控制指令，控制伺服模块驱动机器人沿受力方向运行，并且受力越大运行越快。

如图1至图3所示，一种舞蹈机器人控制系统，包括主控制器和激光雷达模块、六维力传感器模块、触摸模块、伺服模块、供电模块；所述激光雷达模块包括激光雷达测距装置，所述激光雷达测距装置连接主控制器，防止在教人跳舞时机器人与人或者物体发生碰撞，有效的保护机器人与人的安全；所述六维力传感器模块连接主控制器，所述触摸模块包括多个压力传感器，所述压力传感器都连接主控制器，所述伺服模块包括多个伺服电机，所述伺服电机通过伺服驱动器连接主控制器。

其中，所述供电模块为锂电池，所述供电模块通过DC/DC电源模块为控制系统供电。

其中，所述触摸模块包括分别安装在头部、左臂、右臂、左肩膀、右肩膀、前胸、后背、前腰、后腰、前腿部和后腿部的11路压力传感器。安装多个压力传感器，可以全方位的检测机器人的受力情况，防止出现受力盲点，更好的服务于人。

其中，所述压力传感器的型号为FSR406。

其中，所述伺服模块包括安装在机器人底部的3个伺服电机。通过控制伺服电机和全向轮可以控制机器人与人的距离，机器人的运行方向，避免过力接触，达到教人跳舞，与人互动的目的。

其中，所述主控制器为ARM控制器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。