一种识别身体语言的新型机器人控制器的制作方法

文档序号:15193766发布日期:2018-08-17 22:19阅读:287来源:国知局

本实用新型属于手势控制器技术领域,具体涉及一种识别身体语言的新型机器人控制器。



背景技术:

随着现代科学技术的飞速发展和社会的进步,对机器人的性能提出更高的要求。智能机器人技术的研究已成为机器人领域的主要发展方向,如各种精密装配机器人,力/位置混合控制机器人,多肢体协调控制系统以及先进制造系统中机器人等。相应的,对机器人控制器的性能也提出了更高的要求,为此,手势识别控制器应运而生,手势识别装置被很多领域广泛使用,可以用来对机器人控制,也可用来进行手势翻译等。

华南理工大学申请了一种名为基于弯曲传感器的手势识别装置和手语翻译方法的发明专利,其专利申请号为201610117644.8,该申请文件件公开了手势识别装置的具体技术方案。使用时,需要将传感器固定在使用者的手指背部,九轴姿态传感器固定在使用者的手心,通过手指的弯曲和手掌的活动实现对手势的识别。该装置使用时需要进行穿戴,使用后还需要将该装置拆除,操作繁琐,不方便使用。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本实用新型提供了一种识别身体语言的新型机器人控制器,该控制器无需穿戴,即可以实现对人体手势的识别,方便使用。

为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:

一种识别身体语言的新型机器人控制器,包括微处理器、弯曲传感器、电位器、重力加速度陀螺仪传感器和通信模块,所述弯曲传感器、电位器、重力加速度陀螺仪传感器和通信模块均与微处理器连接,还包括操作装置,所述操作装置包括弹性件和底座,所述弹性件通过操纵杆与底座联接,所述弯曲传感器和重力加速度陀螺仪传感器均设置在弹性件上,弯曲传感器位于弹性件的外表面。

所述重力加速度陀螺仪传感器设置在弹性件的内部,随着使用者手心的平移、旋转而改变陀螺仪加速度、旋转角,并通过串行总线将信息传输至微处理器。

所述弯曲传感器包括第一弯曲传感器和第二弯曲传感器,所述第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均与微处理器连接。

所述弹性件与操纵杆插接,可以实现多种形式的操作。

所述通信模块为蓝牙4.0BLE模块。

所述弹性件根据人体手部采用仿形设计,方便操作和使用,提高操作的舒适性。

所述弹性件包括胶垫和弹性片,所述弹性片与胶垫联接。

所述弹性弹性片为簧片,所述弹性件和胶垫均根据人体手部采用仿形设计。

本实用新型与现有技术相比,具有的有益效果是:

采用握式弯曲传感器感应手指动作的装置,是将普通弯曲传感器设计成具有弹性的单手可握的曲面装置,可以插在类似操纵杆的结构上来辅助使用者操作,并且与重力加速度陀螺仪传感器相结合,从而感应简单的手指动作。

本发明提供的基于弯曲传感器的控制方法与电位器、加速度陀螺仪传感器相配合,方便控制指令的扩充和算法优化等操作,使灵活性大大提高。

本发明利用通过蓝牙模块为手机、平板电脑等便携电子设备预留了通信接口,方便以后装置的平台延伸。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图;

图2是本实用新型弹性件的结构示意图;

图3是本实用新型的原理图。

图4为本实用新型机器人控制方法的流程图。

其中:1为弹性件,11为胶垫,12为弹性片,2为底座,3为操纵杆,4为弯曲传感器。

具体实施方式

下面对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1和3所示,一种识别身体语言的新型机器人控制器,包括微处理器、弯曲传感器4、电位器、重力加速度陀螺仪传感器和通信模块,弯曲传感器4、电位器、重力加速度陀螺仪传感器和通信模块均与微处理器连接。还包括操作装置,操作装置包括弹性件1和底座2,弹性件1通过操纵杆3与底座2联接,操纵杆3通过球头式万向节与底座2联接。随着使用者手心的平移、旋转而改变陀螺仪加速度、旋转角。

微处理器、通信模块、电位器、弯曲传感器4和重力加速度陀螺仪传感器均设置在弹性件1上,具体位置可以根据实际情况调整,弯曲传感器4位于弹性件1的外表面。重力加速度陀螺仪传感器通过串行总线连接到微处理器的输入/输出口,重力加速度陀螺仪传感器随着使用者(手心的平移、旋转)对操纵杆3的控制而改变自身加速度、旋转角度,微处理器以预先设定的时间间隔读取重力加速度陀螺仪的参数。

弯曲传感器4随着使用者手指弯曲度的改变而改变自身弯曲度,并转换成模拟电流信号,输入到微处理器的AD输入/输出口。弯曲传感器4位于弹性件1的外表面,当使用者手握上去,其手指会贴在每条弯曲传感器4上,通过手指使弯曲传感器4弯曲,弹性件1产生弹性势能,弹性件1释放弹性势能使弯曲传感器4恢复进而判断手指动作。

如图3和4所示,使用者将手放在弹性件1上,通过调整电位器进行模式切换,开始对机器人的控制;当微处理器读取到电位器对应模式,开始记录使用者单位时间内的手部手指弯曲度、手掌加速度、旋转角,存入发送缓存;微处理器通过串行输入输出口将发送缓存由通信模块发送至机器人通信模块,由机器人通信模块将接收缓存并通过串行输入/输出口传输给机器人微处理器。

机器人微处理器将接收的数据按照既定算法进行数据处理,转换为对应的动作。以电位器进行动作的开始结束以及运动模式转换和机器人的不同控制方法的转换。当然,关于手势识别控制器控制机器人的具体方法,本领域可以根据实际情况进行调整和设计。

重力加速度陀螺仪传感器具体设置在弹性件1的内部,可以更好的监测使用者手心的平移、旋转,从而改变陀螺仪加速度、旋转角,并通过串行总线将信息传输至微处理器。

弯曲传感器4的数量可以根据实际情况调整,例如可以有两个:包括第一弯曲传感器和第二弯曲传感器,第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均与微处理器连接。第一弯曲传感器与使用者食指接触联接,第二弯曲传感器与使用者中指接触联接。

弹性件1与操纵杆3插接,通过将弹性件1与操纵杆3分离,并通过电位器改变控制模式。控制模式包括A模式和B模式。A模式中,以手掌控制握式弯曲传感器4的移动控制机器人的整体位移,操纵杆3角度大小来控制整体的移动速度,食指和中指通过第一弯曲传感器4和第二弯曲传感器4以控制机器人其余部分完成移动过程中的固定指令;切换B模式,只需将弹性件1从操纵杆3上拆下来,可以将弹性件1放置在平台上,并留有弯曲空间,以手掌带动弹性件1移动,控制机器人各部分的位移,食指通过第一弯曲转换模拟电流信号,返回一次电流信号调换一次控制部位,中指通过第二弯曲来控制该部位指令的实行,从而达到在机器人静止状态下的精准控制。上述A模式和B模式的具体控制方法可以根据实际需要进行调整,本领域的技术人员可以根据上述思路,设计成其他适宜使用的模式。

通信模块可以为蓝牙4.0BLE模块。弹性件1根据人体手部采用仿形设计,方便操作和使用,提高操作的舒适性。第一弯曲传感器设置手型弹性件1的食指上,第二弯曲传感器设置在手型弹性件1的中指上。

如图2所示,弹性件1的主要目的是方便使用者把持和实现弯曲传感器4的复位,因此弹性件1可以采用多种结构,如:包括胶垫11和弹性片12,弹性片12与胶垫11联接。胶垫11的厚度可以根据实际情况调整,即不影响舒适性和弹性片12的弹力。弹性弹性片12可以为簧片,弹性件1和胶垫11均根据人体手部采用仿形设计。簧片弯曲后产生弹性势能,当使用者手指抬起后,簧片释放弹性势能,实现弯曲传感器4的复位。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化,各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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