基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置及系统的制作方法

本发明涉及机器人系统领域，尤其涉及一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置及系统。

背景技术：

随着电子技术的不断发展，电子产品的更新日新月异，脑电产品就是这些新兴的电子产品之一。脑电产品可以检测脑电波数据，并对脑电波数据进行处理来实现控制应用。

目前，脑电产品中的脑控机器人是现在产品研究开发的重点项目。通过脑电波电极帽能够采集人的脑电波，把微弱的脑电波放大，传送到计算机中，然后通过计算机把人的想法转换成机器人的控制指令，并通过无线装置发送给机器人。这样，就可以仅仅通过大脑的想法来控制机器人的行为动作。然而，现有技术中并没有一个完整的基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置及系统，使其能够实现将脑电数据转换成机器人的相应指令，实现相应的控制功能，并且可以指示机器人当前的状态，此外，目前的机器人系统的可靠性，安全性以及便捷性都需要提高。

有鉴于此，有必要提出对目前的脑电波控制机器人技术进行进一步的改进。

技术实现要素：

为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种基于脑电波控制蜘蛛机器人移动装置及系统。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置，所述基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置包括：

数据接收模块，所述数据接收模块用于获取脑电数据；

mcu模块，所述mcu模块与数据接收模块通过串口连接，用于对脑电数据进行解析处理，并提取脑电数据中的专注度值；

电机控制模块，所述电机控制模块与mcu模块电连接，用于根据mcu模块提取的专注度值来控制蜘蛛机器人装置的动作；

电源管理模块，所述电源管理模块与数据接收模块和mcu模块电连接，用于为数据接收模块和mcu模块供电。

其中，所述mcu模块还用于：

对脑电数据进行解析处理后，通过监测所述脑电数据的信号值变化来判断获取的脑电数据是否存在干扰，并发送状态指令。

其中，基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置还包括：

状态指示模块，所述状态指示模块与mcu模块电连接，用于根据mcu模块发送的状态指令来指示相应的状态。

其中，所述的电机控制模块还包括：

电机，所述电机控制模块用于根据mcu模块提取的专注值的变化控制电机转速的变化。

其中，所述的数据接收模块为蓝牙模块。

其中，所述的状态指示模块具体还包括：

蜂鸣器和状态指示灯，所述状态指示灯包括：电源指示灯、蓝牙指示灯以及动作指示灯。

其中，所述电源管理模块还包括：

电池，所述电池储存电能将释放的直流电输入电源管理模块；

电池充电模块，所述电池充电模块用于给电池充电；

usb端口，所述usb端口用于给电池充电模块供电。

为实现上述目的，本发明采用的另一个技术方案为：提供一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人系统，所述基于脑电波控制的蜘蛛机器人系统包括：

如上述的基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置；

脑电采集装置，所述脑电采集装置用于采集脑电数据，并将所述脑电数据发送到数据接收模块。

其中，所述的脑电采集装置为单通道脑电采集装置。

其中，所述脑电数据内包括具有特定格式的校验位，所述校验位用于防止数据传输过程中出现丢包。

本发明的技术方案中首先，通过数据接收模块获取脑电数据；然后，mcu模块对脑电数据进行解析处理，并提取脑电数据中的专注度值；最后，电机根据mcu模块提取的专注度值来控制蜘蛛机器人装置的动作；其中，还包括电源管理模块，用于数据接收模块和mcu模块供电。上述技术方案中，实现了将脑电数据转换成机器人的相应指令，实现相应的控制功能，此外，整个装置设计新颖，可靠性高，便捷性强，能够提高用户的体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置的模块方框图图；

图2为本发明另一实施例基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置的模块方框图图；

图3为本发明一实施例基于脑电波控制的蜘蛛机器人系统的模块方框图图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1，在本发明实施例中，提供一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置，所述基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置包括：

数据接收模块100，所述数据接收模块100用于获取脑电数据；

mcu模块200，所述mcu模块200与数据接收模块100通过串口连接，用于对脑电数据进行解析处理，并提取脑电数据中的专注度值；

电机控制模块300，所述电机控制模块300与mcu模块200电连接，用于根据mcu模块200提取的专注度值来控制蜘蛛机器人装置的动作；

电源管理模块400，所述电源管理模块400与数据接收模块100和mcu模块200电连接，用于为数据接收模块100和mcu模块200供电。

在本实施例中，蜘蛛机器人装置中的数据接收模块10接收脑电波数据，并通过串口传送至蜘蛛机器人系统的mcu，mcu做解析处理后提取脑电数据中的专注度值，并依次专注值的变化控制电机转速变化，具体地，脑电波数据包括专注度数据，对专注度数据进行过滤处理得到专注度值；而后分别计算前一设定周期内专注度的均值并分别作为专注力动态阈值；最后，在当前周期内的专注度值与专注力动态阈值大小比较关系来达到控制蜘蛛机器人动作的效果。

在一具体实施例中，所述的电机控制模块300还包括：

电机，所述电机控制模块300用于根据mcu模块200提取的专注值的变化控制电机转速的变化。

在一具体实施例中，所述的数据接收模块100为蓝牙模块。在本实施例中，通过蓝牙协议传输脑电数据，传输数据精度高，速度快，距离也可以满足用户的需求。

在一具体实施例中，所述电源管理模块400还包括：

电池，所述电池储存电能将释放的直流电输入电源管理模块400；

电池充电模块，所述电池充电模块用于给电池充电；

usb端口，所述usb端口用于给电池充电模块供电。

所述usb端口将5v电源提供给电池充电模块，电池充电模块给锂电池充电。电池储存电能并在系统开机状态下将释放的直流电输入电源管理模块400，最终电源管理模块400同时为蓝牙模块和mcu系统供电，以维持整个装置的运转。在本实施例中，通过相应的电源管理模块400为各部分功能模块供电，并通过usb端口用于给电池充电模块供电，大大加强了用户的用户体验。

综上，本实施例中通过数据接收模块100获取脑电数据；然后，mcu模块200对脑电数据进行解析处理，并提取脑电数据中的专注度值；最后，电机根据mcu模块200提取的专注度值来控制蜘蛛机器人装置的动作；其中，还包括电源管理模块400，用于数据接收模块100和mcu模块200供电。上述技术方案中，实现了将脑电数据转换成机器人的相应指令，实现相应的控制功能，此外，整个装置设计新颖，可靠性高，便捷性强，能够提高用户的体验效果。

参考图2，在本发明实施例中，提供一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置，其中，基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置还包括：

状态指示模块500，所述状态指示模块500与mcu模块200电连接，用于根据mcu模块200发送的状态指令来指示相应的状态。

在一具体实施例中，所述mcu模块200还用于：

对脑电数据进行解析处理后，通过监测所述脑电数据的信号值变化来判断获取的脑电数据是否存在干扰，并发送状态指令。

具体地，装置收集到脑电数据后通过分析其中的成分，比如含有大量肌肉点，可以判定为脑电信号存在干扰或者突然没有脑电信号了，可以判定为机器与人脑的接触不良，这些不良情况都通过信号值显示出来，显示为非零的数值。也就是说信号值为零就是工作状态正常，信号值非零可能是存在干扰或者接触不良。

在一具体实施例中，所述的状态指示模块500具体还包括：

蜂鸣器和状态指示灯，所述状态指示灯包括：电源指示灯、蓝牙指示灯以及动作指示灯。

具体地，状态指示模块500中的蜂鸣器主要功能包括：开机后蜂鸣器鸣叫两次，表示机器正常开机；当获取的大脑数据存在干扰蜂鸣器鸣叫；当机器人系统的电量不足时，蜂鸣器鸣叫五次随后关机。

状态指示模块500中的状态指示灯包括：电源指示灯、蓝牙指示灯以及动作指示灯。

电源指示灯，用于机器人系统正在充电时，状态灯中的红灯常亮，充满电后红灯熄灭。

蓝牙指示灯，用于机器人系统中蓝牙未连接时蓝灯慢闪，连接之后蓝灯快闪。

动作指示灯，为另有一组(3盏)并排的红灯，当机器人低速行进时亮第一盏红灯，中速行进时亮第二盏红灯，快速行进时亮第三盏红灯，不动作时三盏灯均熄灭。

本实施例实现了，实时的根据脑电信号控制蜘蛛机器人的动作，并通过状态指示模块500实时的展示当前机器人的状态，满足了装置的可靠性要求，交互设计也大大增强用户的用户体验，直观的展示效果也可以更具有实用性，具有很大的市场应用前景。

参考图3，本实施例中提供了一种基于脑电波控制的蜘蛛机器人系统，所述基于脑电波控制的蜘蛛机器人系统包括：

如上述实施例中的基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置，具体实施例参见上述对应装置中实施例的描述；

脑电采集装置10，所述脑电采集装置10用于采集脑电数据，并将所述脑电数据发送到数据接收模块100。

在一具体的实施例中，所述的脑电采集装置10为单通道脑电采集装置。该脑电采集装置10中不仅仅包括了数据采集模块，还包括脑电数据预处理模块，并将预处理后的数据通过发送模块发送至所述的数据接收模块100中。

在一具体的实施例中，所述脑电数据内包括具有特定格式的校验位，所述校验位用于防止数据传输过程中出现丢包。本实施保证了其通信过程中的准确性。

本实施中，通过基于脑电波控制的蜘蛛机器人装置以及相应的脑电采集装置10，实现了将脑电数据转换成机器人的相应指令，实现相应的控制功能，此外，整个系统设计新颖，可靠性高，便捷性强，能够提高用户的体验效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。