一种机器人及其控制电路的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人及其控制电路。

背景技术：

随着科技的发展，为了满足娱乐的需求，人形机器人特别是会跳舞的人形机器人成为了机器人领域的研究热点之一。

现有的人形机器人，在机器的各活动关节配置有多达十几个伺服器，能够在控制系统的控制下完成多种动作，然而这种机器人只能按事先设计好的顺序完成相应的舞蹈动作，功能简单，与用户的互动性差。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种机器人及其控制电路，旨在解决现有技术中的机器人只能按事先设计好的顺序完成相应的舞蹈动作，功能简单，与用户的互动性差的问题。

本发明实施例提供了一种机器人的控制电路，其中，机器人包括预设数量的舵机，控制电路包括主控模块、电源管理和音频处理模块、连接模块、无线通信模块和运动控制模块。

电源管理和音频处理模块、连接模块、无线通信模块和运动控制模块均与主控模块电连接，所述运动控制模块分别与每个所述舵机电连接。

电源管理和音频处理模块采集语音信号，并将语音信号识别处理为语音数据；连接模块接入外部供电线路以获取电能；无线通信模块与外部终端无线通信，以接收外部终端发送的无线控制指令；主控模块根据语音数据和无线控制指令生成运动控制指令；运动控制模块根据运动控制指令对舵机进行控制，以使机器人做出相应动作。

在一个实施例中，主控模块包括arm处理器。

在一个实施例中，电源管理和音频处理模块包括电源管理单元、音频输入单元和音频输出单元，音频输入单元和音频输出单元均与电源管理单元电连接，电源管理单元与主控模块电连接。

在一个实施例中，连接模块包括：

用以接入外部供电线路以获取电能的电源接口单元；

用以接入外部存储设备的存储卡接口单元；

用以接入身份识别芯片的身份识别卡接口单元；

用以通过串口连接多个外部设备实现功能扩展的串行接口单元；

用以通过并口连接多个外部设备实现功能扩展的并行接口单元；以及，

用以传输usb协议数据的usb接口单元。

在一个实施例中，无线通信模块包括：

用以与外部终端进行射频通信的射频通讯单元；以及，

用以与外部终端进行无线通信的无线通信单元。

在一个实施例中，还包括与主控模块电连接的触控模块，触控模块感应到外部触摸后输出触摸信号至主控模块，以使主控模块控制机器人执行相应的预设指令。

在一个实施例中，还包括与主控模块电连接的红外控制模块。

红外控制模块包括用于检测人体实现防盗的红外检测单元和/或用于遥控电器的红外遥控单元。

在一个实施例中，还包括与主控模块电连接的显示模块。

在一个实施例中，还包括与主控模块电连接的报警指示模块。

报警指示模块包括受主控模块控制根据不同的异常信息发出对应的声光报警提示的声光报警单元、指示灯单元和/或声音报警单元。

本发明实施例还提供了一种机器人，包括预设数量的舵机以及如上所述的机器人的控制电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过电源管理和音频处理模块采集语音信号，并将语音信号识别处理为语音数据；无线通信模块与外部终端无线通信，以接收外部终端发送的无线控制指令；主控模块根据语音数据和无线控制指令生成运动控制指令；运动控制模块根据运动控制指令对舵机进行控制，以使机器人做出相应动作。本发明实施例中，机器人具有舞蹈控制、语音通话、视频通话、视频监控、家庭防盗和智能家居控制等多种功能，机器人的动作可以通过语音控制，还可以通过外部终端远程控制，实现了与用户更好的互动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的机器人的控制电路的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的机器人的控制电路的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

实施例1：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种机器人的控制电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种机器人的控制电路10，其中，机器人包括预设数量的舵机20，控制电路10包括主控模块100、电源管理和音频处理模块200、连接模块300、无线通信模块400和运动控制模块500。

电源管理和音频处理模块200、连接模块300、无线通信模块400和运动控制模块500均与主控模块100电连接，运动控制模块500分别与每个所述舵机20电连接。

电源管理和音频处理模块200采集语音信号，并将语音信号识别处理为语音数据；连接模块300接入外部供电线路以获取电能；无线通信模块400与外部终端30无线通信，以接收外部终端30发送的无线控制指令；主控模块100根据语音数据和无线控制指令生成运动控制指令；运动控制模块500根据运动控制指令对舵机20进行控制，以使机器人做出相应动作。

在具体应用中，语音信号为模拟信号，例如麦克风接收到的一段声音。语音数据为数字信号。

在一个实施例中，主控模块100包括arm处理器。

arm(advancedriscmachines，嵌入式系统设计)处理器可以为mt6572芯片、s5p4418芯片或s5p6818芯片。arm处理器内部加载有安卓系统。

在一个实施例中，主控模块100将语音数据通过预设语音识别算法转换为语义指令，并根据语义指令输出相应的第一动作控制指令至运动控制模块500，以使运动控制模块500控制舵机20执行相应的动作。

在具体应用中，预设语音识别算法可以为科大讯飞的语音识别算法。

在具体应用中，主控模块100根据语义指令输出相应的第一动作控制指令，具体包括：主控模块100根据语义指令调取相应的预设文件，预设文件包括数据协议；主控模块100将预设文件通过应用程序解析后得到第一动作控制指令。

在具体应用中，动作控制指令包括舵机20的编号、转动角度和/或动作时间。

在一个实施例中，主控模块100与电源管理和音频处理模块200通过i2c(inter-integratedcircuit，两线式串行总线)数据总线和spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)数据总线进行通信。

在一个实施例中，主控模块100与连接模块300通过usb(universalserialbus，通用串行总线)数据总线进行通信。

在一个实施例中，主控模块100与运动控制模块500通过uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)通信接口进行通信。

在一个实施例中，运动控制模块500与舵机20通过单线串口数据总线进行通信。

在一个实施例中，运动控制模块500包括微控制器，例如stm32f103xc、stm32f103xd或stm32f103xe系列控制板。

在一个实施例中，机器人上共设有17个舵机20，舵机20安装在机器人的各肢体中，例如大臂、小臂、腰部、大腿、小腿以及足部中。

本发明实施例中，17个舵机20串行连接，运动控制模块500通过串口向舵机20发送控制指令并接收舵机的反馈数据，控制指令包括舵机20的编号、转动角度和/或动作时间。机器人的动作可以通过语音控制，还可以通过外部终端30远程控制，实现了与用户更好的互动。

图2示出了本发明一实施例所提供的机器人的控制电路10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电源管理和音频处理模块200包括电源管理单元210、音频输入单元220和音频输出单元230，音频输入单元220和音频输出单元230均与电源管理单元210电连接，电源管理单元210与主控模块100电连接。

在具体应用中，音频输入单元220将接收到外部的语音信号转换为语音数据，并将语音数据通过电源管理单元210传输给主控模块100。音频输出单元230可以在主控模块100的控制下发出预设声音。

在一个实施例中，电源管理单元210包括电源管理芯片，例如mt6323电源管理芯片。

在一个实施例中，音频输入单元220包括传声器，例如麦克风，可以接收用户的声音。

在一个实施例中，音频输出单元230包括扬声器，例如喇叭，可以播放音乐等音频文件。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的连接模块300包括：

用以接入外部供电线路以获取电能的电源接口单元310；

用以接入外部存储设备的存储卡接口单元320；

用以接入身份识别芯片的身份识别卡接口单元330；

用以通过串口连接多个外部设备实现功能扩展的串行接口单元340；

用以通过并口连接多个外部设备实现功能扩展的并行接口单元350；以及，

用以传输usb协议数据的usb接口单元360。

在具体应用中，存储卡接口单元320包括sd(securedigitalmemorycard/sdcard，安全数码卡)插座、cf(compactflashcard，小型快闪卡)插座和/或mmc(multimediacard，多媒体存储卡)插座。

在具体应用中，身份识别卡接口单元330包括sim卡(subscriberidentificationmodule，客户识别模块)插座。

在具体应用中，usb接口单元360包括microusb插座和miniusb插座。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的无线通信模块400包括：

用以与外部终端进行射频通信的射频通讯单元410；以及，

用以与外部终端进行无线通信的无线通信单元420。

在具体应用中，射频通讯单元410与主控模块100电连接。

射频通讯单元410可以接收外部终端30发送的第一射频信号，并将第一射频信号传输给主控模块100，主控模块100根据第一射频信号输出相应的第二动作控制指令至运动控制模块500，以使运动控制模块500控制舵机20执行相应的动作。

射频通讯单元410还可以通过主控模块100将音频输入单元220接收到的外部语音信号转换为相应的第二射频信号发送给外部终端30。

在具体应用中，射频通讯单元410可以用于2g、3g、4g和/或gsm通信，包括通信基带芯片，例如mt6166芯片。

本实施例中，射频通讯单元410可以实现接打电话的功能。

在具体应用中，无线通信单元420与主控模块100电连接。

无线通信单元420接收外部终端30发送的第一无线信号，并将第一无线信号传输给主控模块100，主控模块100根据第一无线信号输出相应的第三动作控制指令至运动控制模块500，以使运动控制模块500控制舵机20执行相应的动作。

无线通信单元420还接收主控模块100发出的无线数据，并根据无线数据输出第二无线信号至外部终端30。

在具体应用中，无线通信单元420可以用于wifi、bluetooth、gps和/或fm通信，包括无线通信芯片，例如mt6627芯片。

本实施例中，无线通信单元420可以实现远程通信的功能，手机控制机器人动作。无线通信单元420还可以与云平台通信。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，机器人的控制电路10还包括与主控模块100电连接的触控模块600，触控模块600感应到外部触摸后输出触摸信号至主控模块100，以使主控模块100控制机器人执行相应的预设指令。

触控模块600获取与外部接触时的触控信号，并将触控信号传输给主控模块100，主控模块100根据触控信号输出相应的第四动作控制指令至运动控制模块500，以使运动控制模块500控制舵机20执行相应的动作。

在具体应用中，触控模块600包括触控面板。

触控面板可以为电容感应面板、电磁感应面板、电容和电磁感应结合面板。

本实施例中，触控模块600可以实现通过用户触摸唤醒或关闭机器人，以及控制机器人动作。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，机器人的控制电路10还包括与主控模块100电连接的红外控制模块700。

红外控制模块700包括用于检测人体实现防盗的红外检测单元710和/或用于遥控电器的红外遥控单元720。

在一个实施例中，红外检测单元710包括热感应传感器和/或触摸感应传感器。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，机器人的控制电路10还包括与主控模块100电连接的显示模块800。

显示模块800包括lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示器)显示屏、led(lightemittingdiode，发光二极管)显示屏或oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示屏等。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，机器人的控制电路10还包括与主控模块100电连接的报警指示模块900。

报警指示模块包括受主控模块控制根据不同的异常信息发出对应的声光报警提示的声光报警单元910、指示灯单元920和/或声音报警单元930。

在一个实施例中，机器人的控制电路10还包括摄像模块。

摄像模块与电源管理和音频处理模块200电连接，用于获取视频并发送给外部终端30。

实施例2：

本发明实施例还提供了一种机器人，包括预设数量的舵机20以及如上所述的机器人的控制电路10。

本实施例中的机器人能够实现舞蹈控制、语音通话、视频通话、视频监控、家庭防盗和智能家居控制等多种功能。

在具体应用中，预设数量可以根据实际需要进行设置，舵机20的数量越多，机器人的动作越灵活、动作种类越多。

在一个实施例中，所述机器人为人形机器人，预设数量具体可以为17个，即机器人包括17个舵机20，这17个舵机20分别为：设置在机器人的颌关节上的第一舵机，设置在脖颈关节上的用于驱动机器人头部上下运动的第二舵机和用于驱动机器人头部左右转动的第三舵机，分别设置在机器人左右肩关节上的第四舵机和第五舵机，分别设置在机器人左右肘关节上的第六舵机和第七舵机，分别设置在机器人左右腕关节上的第八舵机和第九舵机，设置在腰关节上用于驱动机器人腰部弯折运动的第十舵机和左右转动的第十一舵机，分别设置在机器人左右髋关节上的第十二舵机和第十三舵机，分别设置在机器人左右膝关节上的第十四舵机和第十五舵机，以及，分别设置在机器人左右踝关节上的第十六舵机和第十七舵机。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。