RU197583U1

RU197583U1 - HUMAN LIKE ROBOT SIMULATOR

Info

Publication number: RU197583U1
Application number: RU2019137505U
Authority: RU
Inventors: Мария Евгеньевна Муретова; Сергей Александрович Филиппов
Original assignee: Мария Евгеньевна Муретова; Сергей Александрович Филиппов
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-05-15

Abstract

Полезная модель относится к игровой робототехнике и может быть использована для развития моторных навыков, координации движений и памяти пользователя. Человекоподобный робот содержит программируемый микроконтроллер, подвижные элементы, включающие связанные с микроконтроллером руки-манипуляторы, каждая из которых имитирует внешний вид руки человека, связанные с микроконтроллером тактильные датчики, при этом каждая рука-манипулятор содержит привод плечевого сустава, привод локтевого сустава и привод кистевого сустава, а микроконтроллер включает узел обработки сигналов тактильных датчиков, вход которого связан с выходами тактильных датчиков, и узел позиционирования, управляющий движением приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов. При этом согласно полезной модели тактильные датчики установлены на участке поверхности каждой руки-манипулятора, имитирующем ладонь руки человека, выход указанных тактильных датчиков связан с входом узла обработки сигналов тактильных датчиков, при этом микроконтроллер включает узел регулирования параметров движения, вход которого соединен с выходом узла обработки сигналов тактильных датчиков, а выход соединен с входом узла позиционирования, управляющего движением приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов. Техническим результатом является возможность регулирования параметров движения приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов, что обуславливает возможность работы робота в различных режимах тренировки в соответствии с возможностями и требованиями пользователя. 1 ил.The utility model relates to gaming robotics and can be used to develop motor skills, coordinate movements and user memory. The humanoid robot contains a programmable microcontroller, movable elements, including manipulator hands associated with the microcontroller, each of which imitates the appearance of a human hand, tactile sensors connected to the microcontroller, each manipulator arm containing a shoulder joint drive, an elbow joint drive and a wrist joint drive and the microcontroller includes a tactile sensor signal processing unit, the input of which is connected to the outputs of tactile sensors, and a positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow, and wrist joints. Moreover, according to the utility model, tactile sensors are installed on a surface area of each manipulator arm that simulates the palm of a human hand, the output of these tactile sensors is connected to the input of the tactile sensor signal processing unit, while the microcontroller includes a motion control unit, the input of which is connected to the output of the processing unit signals of tactile sensors, and the output is connected to the input of the positioning unit, which controls the movement of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints. The technical result is the ability to control the motion parameters of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints, which makes it possible for the robot to work in various training modes in accordance with the capabilities and requirements of the user. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к игровой робототехнике и может быть использована для развития моторных навыков, координации движений и памяти пользователя.The utility model relates to gaming robotics and can be used to develop motor skills, coordinate movements and user memory.

Известны роботы, относящиеся к игровой робототехнике, имитирующие человека или куклу.Known robots related to gaming robotics that mimic a person or a doll.

Так, например, известна кукла-робот [RU 65394], представляющая собой художественно оформленное электронно-механическое устройство в образе узнаваемого персонажа. Данный робот содержит корпус, голову и конечности, а также механизмы приведения их в движение, управляемые микропроцессором по индивидуальной для выбранного образа программе. При этом одновременно включается звуковое сопровождение, имитирующее речь персонажа, которое предварительно записывается профессиональными актерами в студии звукозаписи.For example, a robot doll is known [RU 65394], which is an artistically designed electronic-mechanical device in the form of a recognizable character. This robot contains a body, head and limbs, as well as mechanisms for bringing them into motion, controlled by a microprocessor according to an individual program for the selected image. At the same time, sound accompaniment that simulates the character’s speech, which is pre-recorded by professional actors in a recording studio, is simultaneously turned on.

Данный робот предназначен для выполнения только развлекательной функции.This robot is designed to perform an entertainment function only.

Между тем, в настоящее время активно используются человекоподобные роботы тренажеры, которые помимо развлекательной функции выполняют также обучающую функцию.Meanwhile, humanoid robot simulators are being actively used, which, in addition to the entertainment function, also perform a training function.

Известен человекоподобный робот-тренажер, выполненный в виде куклы-симулятора младенца [RU 65394], который выбран авторами в качестве ближайшего аналога.Known humanoid robot simulator, made in the form of a doll simulation of a baby [RU 65394], which is selected by the authors as the closest analogue.

Данный робот содержит программируемый микроконтроллер, подвижные элементы, включающие связанные с микроконтроллером руки-манипуляторы и ноги-манипуляторы, имеющие внешний вид, схожий соответственно с руками и ногами младенца, движение которых осуществляется с помощью приводов. При этом каждый из манипуляторов, имитирующих руки младенца, содержит привод плечевого сустава, привод локтевого сустава и привод кистевого сустава. Робот также снабжен подключенными к микроконтроллеру тактильными датчиками, расположенными в левой и правой подмышечной областях куклы-младенца, а также тактильными датчиками, расположенными на тыльной поверхности кончиков пальцев его правой и левой стопы. Программируемый микроконтроллер включает узел обработки сигналов тактильных датчиков, вход которого связан с выходами указанных датчиков, и узел позиционирования, управляющий координацией движения приводов рук-манипуляторов и ног-манипуляторов.This robot contains a programmable microcontroller, movable elements, including manipulator arms and manipulator legs associated with the microcontroller, having an appearance similar, respectively, to the infant's arms and legs, the movement of which is carried out using drives. In addition, each of the manipulators imitating the baby’s hands contains a shoulder joint drive, an elbow joint drive, and a wrist joint drive. The robot is also equipped with tactile sensors connected to the microcontroller located in the left and right axillary regions of the baby doll, as well as tactile sensors located on the back of the fingertips of his right and left foot. The programmable microcontroller includes a tactile sensor signal processing unit, the input of which is connected to the outputs of these sensors, and a positioning unit that controls the coordination of movement of the drives of the arm-manipulators and leg-manipulators.

Данный интерактивный человекоподобный робот предназначен для использования в качестве тренировочного пособия, имитирующего выполнение физиологического рефлекса опоры и автоматической походки младенца.This interactive humanoid robot is intended for use as a training tool that simulates the physiological reflex of a support and automatic gait of a baby.

Однако конструкция рассматриваемого робота не предусматривает возможность работы робота в различных режимах тренировки в зависимости от действий пользователя.However, the design of the robot in question does not provide for the robot to operate in various training modes, depending on the user's actions.

Проблемой заявляемой полезной модели является создание человекоподобного робота-тренажера, выполненного с возможностью работы в различных режимах в зависимости от действий пользователя.The problem of the claimed utility model is the creation of a humanoid robot simulator, made with the ability to work in various modes depending on the user's actions.

Сущность полезной модели характеризуется следующей совокупностью признаков.The essence of the utility model is characterized by the following set of features.

Человекоподобный робот содержит программируемый микроконтроллер, подвижные элементы, включающие связанные с микроконтроллером руки-манипуляторы, каждая из которых имитирует внешний вид руки человека, связанные с микроконтроллером тактильные датчики, при этом каждая рука-манипулятор содержит привод плечевого сустава, привод локтевого сустава и привод кистевого сустава, а микроконтроллер включает узел обработки сигналов тактильных датчиков, вход которого связан с выходами тактильных датчиков, и узел позиционирования, управляющий движением приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов. При этом согласно полезной модели тактильные датчики установлены на участке поверхности каждой руки-манипулятора, имитирующем ладонь руки человека, выход указанных тактильных датчиков связан с входом узла обработки сигналов тактильных датчиков, при этом микроконтроллер включает узел регулирования параметров движения, вход которого соединен с выходом узла обработки сигналов тактильных датчиков, а выход соединен с входом узла позиционирования управляющего движением приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов.The humanoid robot contains a programmable microcontroller, movable elements, including manipulator arms connected to the microcontroller, each of which imitates the appearance of a human arm, tactile sensors connected to the microcontroller, while each manipulator arm contains a shoulder joint drive, an elbow joint drive and a wrist joint drive and the microcontroller includes a tactile sensor signal processing unit, the input of which is connected to the outputs of tactile sensors, and a positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow, and wrist joints. Moreover, according to the utility model, tactile sensors are mounted on a surface area of each manipulator arm that imitates the palm of a human hand, the output of these tactile sensors is connected to the input of the tactile sensor signal processing unit, while the microcontroller includes a motion control unit, the input of which is connected to the output of the processing unit signals of tactile sensors, and the output is connected to the input of the positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints.

Благодаря использованию в заявляемом устройстве рук-манипуляторов и микроконтроллера, содержащего узел позиционирования, управляющий движением приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов, обеспечивается возможность реализации с помощью специальной программы тренировочных движений рук-манипуляторов, позволяющих при взаимодействии с ними рук пользователя осуществлять тренировки, направленные на физическое развитие рук, плечевого пояса пользователя, развитие его моторных навыков, координации движения и памяти. При этом узел позиционирования осуществляет координацию движения указанных выше приводов и задает в соответствии с хранящейся в памяти микроконтроллера программой параметры движения, включающие последовательность позиций приводов и времени их достижения, а также очередность включения в работу приводов левой и правой рук-манипуляторов. Это приводит к сгибанию, разгибанию, угловому перемещению рук-манипуляторов в «суставах» и позволяет реализовать выбранный вид тренировочных движений рук-манипуляторов.Thanks to the use of the arm-manipulators and a microcontroller in the inventive device, which contains a positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints, it is possible to implement, using a special program, training movements of the arm-manipulators, allowing, when interacting with them, the user's hands to carry out workouts aimed at physical development of the hands, shoulder girdle of the user, the development of his motor skills, coordination of movement and memory. At the same time, the positioning unit coordinates the movement of the above drives and sets the motion parameters in accordance with the program stored in the microcontroller’s memory, including the sequence of positions of the drives and the time they were reached, as well as the order in which the left and right hand manipulators are turned on. This leads to bending, extension, angular movement of the manipulator arms in the “joints” and allows you to implement the selected type of training movements of the manipulator arms.

Так, в частности, можно реализовать тренировочные движения составных частей рук-манипуляторов, соответствующие движениям, характерным для игры в «ладушки». При этом за счет выбранной игровой формы монотонное повторение одних и тех же движений пользователя превращается в занимательный процесс, что особенно важно при проведении тренировок с детьми.So, in particular, it is possible to implement the training movements of the components of the arm-manipulators, corresponding to the movements characteristic of the game of "ladies". At the same time, due to the chosen game form, the monotonous repetition of the same movements of the user turns into an entertaining process, which is especially important when training with children.

Благодаря наличию узла регулирования параметров движения, включенного в цепь обратной связи, оказывается возможным регулировать параметры движения, задаваемые с помощью узла позиционирования для реализации определенных тренировочных движений рук-манипуляторов, в зависимости от поступающих от тактильных датчиков сигналов при касании их руками пользователя.Due to the presence of a node for regulating the movement parameters included in the feedback circuit, it is possible to regulate the parameters of the movement specified by the positioning unit to implement certain training movements of the manipulator arms, depending on the signals received from the tactile sensors when the user touches them with their hands.

Тем самым реализуется возможность работы в различных режимах тренировки.This implements the ability to work in various training modes.

Узел регулирования параметров движения, в частности, может быть выполнен с обеспечением задания очередности движения приводов левой и правой рук-манипуляторов. При этом указанный узел регулирования выполнен с возможностью записи и хранения в памяти микроконтроллера последовательности касания руками пользователя тактильных датчиков на левой и правой руках-манипуляторах, задаваемой пользователем перед началом тренировки, и выработки сигнала регулирования, в соответствии с которым с помощью узла позиционирования реализуется движения левой, правой и обеих рук-манипуляторов в заданной очередности.The control unit of the motion parameters, in particular, can be performed with the task of setting the sequence of movement of the drives of the left and right arm-manipulators. Moreover, the specified regulation unit is configured to record and store in the microcontroller's memory the sequence of touching the tactile sensors on the left and right manipulator hands, set by the user before training, and generating a regulation signal, according to which the left movement is implemented using the positioning unit , right and both manipulator hands in a given order.

Тем самым оказывается возможным изменять режим тренировки путем задания пользователем (с помощью цепи обратной связи) различной очередности осуществления руками-манипуляторами тренировочных движений.Thus, it is possible to change the training mode by setting the user (using the feedback circuit) of different order of implementation by the manipulator arms of the training movements.

В указанных режимах тренировки помимо развития моторных навыков и координации движения происходит также развитие памяти пользователя.In these training modes, in addition to the development of motor skills and coordination of movement, the user’s memory also develops.

Узел регулирования параметров движения, в частности, может быть выполнен с обеспечением выработки сигнала регулирования, в соответствии с которым происходит изменение скорости достижения приводами плечевого, локтевого и кистевого суставов позиций, заданных для реализации выбранных тренировочных движений рук-манипуляторов.The control unit for the movement parameters, in particular, can be made to ensure the generation of a control signal, in accordance with which there is a change in the speed of the drives reaching the shoulder, elbow and wrist joints of the positions specified for the implementation of the selected training movements of the arm-manipulators.

Тем самым оказывается возможным работать в различных скоростных режимах тренировки в соответствии с сигналами от тактильных датчиков, ускоряя или замедляя движения рук-манипуляторов в зависимости от правильности действий рук пользователя.Thus, it is possible to work in various speed training modes in accordance with the signals from tactile sensors, accelerating or slowing down the movements of the manipulator arms, depending on the correct actions of the user's hands.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является возможность регулирования параметров движения приводов плечевого, локтевого и кистевого суставов, что обуславливает возможность работы робота в различных режимах тренировки в зависимости от действий пользователя в соответствии с его возможностями и требованиями.Thus, the technical result achieved by the implementation of the utility model is the ability to control the motion parameters of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints, which makes it possible for the robot to work in various training modes depending on the user's actions in accordance with its capabilities and requirements.

На фигуре представлена функциональная схема заявляемого устройства.The figure shows a functional diagram of the inventive device.

Заявляемое устройство представляет собой электромеханическую автоматизированную систему с обратной связью, выполненную в образе человекоподобного робота, в частности, дружественно настроенной по отношению к пользователю куклы-девочки, именуемой Грета.The inventive device is an electromechanical automated system with feedback, made in the form of a humanoid robot, in particular, friendly to the user of a girl doll called Greta.

Устройство содержит механический остов, на котором крепятся его конструктивные узлы и подвижные элементы.The device contains a mechanical skeleton on which its structural units and movable elements are mounted.

Подвижные элементы устройства включают левую и правую руки-манипуляторы 1 и 2, каждая из которых содержит приводы движения, с помощью которых осуществляется перемещение составных частей рук-манипуляторов 1 и 2 в суставах. Указанные приводы движения включают привод соответственно 3 и 4 плечевого сустава, привод соответственно 5 и 6 локтевого сустава и привод соответственно 7 и 8 кистевого сустава.The movable elements of the device include the left and right arms-manipulators 1 and 2, each of which contains motion drives, with the help of which the components of the arms-manipulators 1 and 2 are moved in the joints. These motion drives include a drive of the 3rd and 4th shoulder joints, respectively, a drive of the 5th and 6th elbow joints, respectively, and a drive of the 7th and 8th joints of the wrist joint, respectively.

В частности, приводы 3 и 4 выполнены с обеспечением углового перемещения рук-манипуляторов 1 и 2 в плечевом суставе в двух плоскостях, а приводы 5 и 6 и 7 и 8 выполнены с обеспечением углового перемещения рук-манипуляторов 1 и 2 соответственно в локтевом и кистевом суставах в одной плоскости, что является достаточным для реализации движений рук-манипуляторов 1 и 2, соответствующих игре в «ладушки» (сгибание, разгибание и поворот сочленяемых частей руки-манипулятора).In particular, the actuators 3 and 4 are made to ensure the angular movement of the manipulator arms 1 and 2 in the shoulder joint in two planes, and the actuators 5 and 6 and 7 and 8 are made to ensure the angular movement of the manipulator arms 1 and 2, respectively, in the elbow and wrist the joints in the same plane, which is sufficient to implement the movements of the manipulator arms 1 and 2, corresponding to the game in “frogs” (bending, unbending and rotation of the articulated parts of the manipulator arm).

Кроме того, устройство содержит (на чертеже не показаны) корпус, имитирующий туловище робота, а также конструктивные элементы, имитирующие голову и левую и правую ноги человека.In addition, the device contains (not shown) a body that simulates the body of a robot, as well as structural elements that simulate the head and left and right legs of a person.

В частности, устройство содержит подвижную голову-манипулятор (на чертеже не показана), связанную с приводом 9, с помощью которого обеспечивается ее движение, в частности, угловое перемещение головы, имитирующее кивание головы или ее поворот налево и направо.In particular, the device comprises a movable manipulator head (not shown in the drawing) connected to the actuator 9, by means of which its movement is ensured, in particular, the angular movement of the head, simulating head nodding or its rotation left and right.

В частности, устройство содержит подвижные (левую и правую) ноги-манипуляторы (на чертеже не показаны), каждая из которых включает соответственно привод 10 и 11 коленного сустава. В частности, с помощью указанных приводов 10 и 11 обеспечивается перемещение составных частей ног-манипуляторов в указанном суставе, по меньшей мере, в одной плоскости, имитирующее качание ноги.In particular, the device comprises movable (left and right) manipulator legs (not shown in the drawing), each of which includes an actuator 10 and 11 of the knee joint, respectively. In particular, with the help of these drives 10 and 11, the movement of the components of the manipulator legs in the specified joint is provided in at least one plane, simulating the swing of the legs.

В частности, приводы 3-8 и 10, 11, а также привод 9 являются конструктивными элементами механических узлов (на чертеже не показаны), имитирующих соответственно суставы рук и ног-манипуляторов, а также шейный отдел головы-манипулятора. Указанные механические узлы выполнены в виде сочлененных друг с другом сервопривода, подшипников и механических деталей суставов или шейного отдела головы.In particular, the drives 3-8 and 10, 11, as well as the drive 9 are structural elements of mechanical units (not shown in the drawing) that simulate the joints of the arms and legs of the arms, as well as the cervical region of the head of the arm. The indicated mechanical units are made in the form of a servo drive connected to each other, bearings and mechanical parts of the joints or the cervical region of the head.

На поверхности левой и правой руки-манипуляторе 1 и 2, имитирующей ладонь, установлены тактильные датчики соответственно 12 и 13 (датчики касания), вырабатывающие выходной сигнал при касании ладонью пользователя ладони руки-манипулятора 1 и 2.Tactile sensors 12 and 13 (touch sensors), respectively, are installed on the surface of the left and right manipulator hands 1 and 2, which imitate the palm, which generate an output signal when the user's hand touches the palm of the manipulator 1 and 2.

Устройство содержит программируемый микроконтроллер 14, управляющий его работой.The device contains a programmable microcontroller 14 that controls its operation.

Указанный микроконтроллер 14 включает узел 15 обработки сигналов тактильных датчиков (далее узел обработки сигналов), узел 16 регулирования параметров движения (далее узел регулирования), а также первый узел 17 позиционирования, управляющий движением приводов 3-8.The specified microcontroller 14 includes a tactile sensor signal processing unit 15 (hereinafter referred to as a signal processing unit), a motion parameter control unit 16 (hereinafter a control unit), and a first positioning unit 17 controlling the movement of the drives 3-8.

Тактильные датчики 12 и 13, узел 15 обработки сигналов и узел 16 регулирования соединены последовательно, при этом выход узла 16 регулирования подключен к входу первого узла 17 позиционирования. Выход первого узла 17 позиционирования соединен с входом каждого из приводов 3-8.Tactile sensors 12 and 13, the signal processing unit 15 and the regulation unit 16 are connected in series, while the output of the regulation unit 16 is connected to the input of the first positioning unit 17. The output of the first positioning unit 17 is connected to the input of each of the drives 3-8.

Указанные датчики 12 и 13, а также узлы 15 и 16 образуют цепь обратной связи, обеспечивающую возможность регулировки параметров движения приводов 3-8 и, соответственно, параметров движения рук-манипуляторов 1 и 2 в зависимости от сигналов данных датчиков.These sensors 12 and 13, as well as nodes 15 and 16 form a feedback circuit that provides the ability to adjust the motion parameters of the actuators 3-8 and, accordingly, the motion parameters of the arm-manipulators 1 and 2 depending on the signals of these sensors.

В частности, микроконтроллер 14 содержит второй узел 18 позиционирования, выход которого соединен с входом привода 9, управляющего движением головы-манипулятора.In particular, the microcontroller 14 comprises a second positioning unit 18, the output of which is connected to the input of the drive 9, which controls the movement of the head-manipulator.

В частности, микроконтроллер 14 содержит третий узел 19 позиционирования, управляющий положением приводов 10 и 11, выход которого соединен с входами каждого из приводов 10 и 11.In particular, the microcontroller 14 comprises a third positioning unit 19, which controls the position of the actuators 10 and 11, the output of which is connected to the inputs of each of the actuators 10 and 11.

В частности, устройство содержит блок активного взаимодействия с пользователем, включающий речевой узел 20, способный воспроизводить фразы, и узел 21 выработки визуальных сигналов.In particular, the device comprises an active user interaction unit, including a speech unit 20 capable of reproducing phrases, and a visual signal generation unit 21.

В частности, микроконтроллер 14 содержит программируемый узел 22 активного взаимодействия, вырабатывающий команды, управляющие работой узлов 20 и 21.In particular, the microcontroller 14 contains a programmable node 22 for active interaction that generates commands that control the operation of nodes 20 and 21.

В частности, вход узла 22 активного взаимодействия соединен с выходом узла 15 обработки сигналов, при этом узлы 20 и 21 работают в зависимости от сигналов данных датчиков 12 и 13.In particular, the input of the active interaction unit 22 is connected to the output of the signal processing unit 15, while the units 20 and 21 operate depending on the data signals of the sensors 12 and 13.

Устройство содержит связанный с микроконтроллером 14 пульт управления (на чертеже не показан), предназначенный для включения в работу и выключения конструктивных узлов робота.The device contains a control panel connected to the microcontroller 14 (not shown in the drawing), designed to turn on and off the structural components of the robot.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Включают куклу-робота с помощью пульта управления.Turn on the robot doll using the remote control.

Руки-манипуляторы 1 и 2 робота начинают воспроизводить тренировочные движения в одном из режимов в соответствии с действиями пользователя.The manipulator hands 1 and 2 of the robot begin to reproduce the training movements in one of the modes in accordance with the actions of the user.

Алгоритм движений рук-манипуляторов 1 и 2 реализуется с помощью специальной программы, хранящейся в памяти микроконтроллера 14. В соответствии с указанной программой первый узел 17 позиционирования задает параметры движений приводов 3-8.The algorithm of movements of the arm-manipulators 1 and 2 is implemented using a special program stored in the memory of the microcontroller 14. In accordance with the specified program, the first positioning unit 17 sets the parameters of the movements of the drives 3-8.

В частности, реализуются движения рук-манипуляторов 1 и 2, соответствующие движениям рук при игре в «ладушки». Выбранная игровая форма обеспечивает не только обучающую функцию тренировки, но и развлекательную.In particular, the movements of the arm-manipulators 1 and 2 are realized, which correspond to the movements of the arms when playing the game. The selected game form provides not only the training function of the training, but also entertaining.

В процессе игры в «ладушки» происходит касание ладонями пользователя ладоней рук-манипуляторов 1 и 2. Указанное касание контролируется с помощью тактильных датчиков 12 и 13, выходные сигналы которых поступают в блок 15 обработки указанных сигналов.In the process of playing “pads”, the user's palms touch the palms of the manipulator hands 1 and 2. This touch is controlled by tactile sensors 12 and 13, the output signals of which are sent to the processing unit 15 of these signals.

С помощью узла 16 возможно осуществлять регулировку параметров движения приводов 3-8, что обуславливает возможность проведения тренировки в различных режимах.Using node 16, it is possible to adjust the motion parameters of the drives 3-8, which makes it possible to conduct training in various modes.

Так, в частности, с помощью узла 16 могут быть заданы различные последовательности движения рук-манипуляторов 1 и 2 в соответствии с последовательностью касания пользователем тактильных датчиков 12 и 13.Thus, in particular, using the node 16, various sequences of movement of the manipulator arms 1 and 2 can be set in accordance with the sequence of touching the tactile sensors 12 and 13 by the user.

Так, в частности, в ответ на действия пользователя узел 16 вырабатывает сигнал регулирования, по которому с помощью первого узла 17 позиционирования изменяется время достижения приводами 3-8 позиций, заданных в соответствии с программой микроконтроллера 14 для реализации тренировочных движений. При этом, в случае совершения ошибок пользователем (отсутствие касания его ладоней с ладонями робота или несоответствие движений левой и правой рук заданной последовательности), осуществляется автоматическое замедление движений указанных приводов, и соответственно, движений рук-манипуляторов 1 и 2. В случае правильного выполнения пользователем игровых движений осуществляется автоматическое ускорение движений указанных приводов и, соответственно, ускорение движений рук-манипуляторов 1 и 2.So, in particular, in response to user actions, the node 16 generates a control signal, according to which, with the help of the first positioning node 17, the time for the drives to reach 3-8 positions, set in accordance with the program of the microcontroller 14 for implementing training movements, is changed. In this case, in the event of a mistake by the user (the lack of touching his palms with the palms of the robot or a mismatch of the movements of the left and right hands of a given sequence), the movements of these drives and, accordingly, the movements of the arm-manipulators 1 and 2 are automatically slowed down. game movements are automatically accelerated movements of these drives and, accordingly, the acceleration of the movements of the arm-manipulators 1 and 2.

Для усиления эффекта интерактивного взаимодействия во время тренировки голова-манипулятор с помощью привода 9 осуществляет определенные движения. Алгоритм движений головы манипулятора реализуется с помощью специальной программы, хранящейся в памяти микроконтроллера 14. В соответствии с указанной программой второй узел 18 позиционирования задает последовательность позиций привода 9 и время их достижения. В частности, голова-манипулятор осуществляет подсказки путем ее поворота в сторону той руки-манипулятора 1 и 2, которая должна осуществлять движение в соответствие с последовательностью движений для выбранного режима тренировки.To enhance the effect of interactive interaction during training, the head-manipulator using the drive 9 performs certain movements. The algorithm of the head movements of the manipulator is implemented using a special program stored in the memory of the microcontroller 14. In accordance with the specified program, the second positioning unit 18 sets the sequence of positions of the actuator 9 and the time to reach them. In particular, the manipulator head carries out prompts by turning it towards that manipulator arm 1 and 2, which should move in accordance with the sequence of movements for the selected training mode.

Для усиления эффекта дружественного расположения робота к пользователю во время тренировки ноги-манипуляторы с помощью приводов соответственно 10 и 11 осуществляют определенные движения. Алгоритм движений ног-манипуляторов реализуется с помощью специальной программы, хранящейся в памяти микроконтроллера 14. В соответствии с указанной программой третий узел 19 позиционирования задает последовательность позиций приводов 10 и 11 и время их достижения. В частности, ноги-манипуляторы осуществляют движении, имитирующее качание ног.To enhance the effect of a friendly arrangement of the robot towards the user during training, the manipulator legs with the help of drives 10 and 11 respectively carry out certain movements. The motion algorithm of the manipulator legs is implemented using a special program stored in the memory of the microcontroller 14. In accordance with this program, the third positioning unit 19 sets the sequence of positions of the actuators 10 and 11 and the time to reach them. In particular, the legs-manipulators carry out movements that simulate the swing of the legs.

Для оценки действий пользователя и усиления интерактивного эффекта используется блок активного взаимодействия с пользователем, при этом осуществляется воспроизведение хранящихся в памяти микроконтроллера 14 фраз с помощью речевого узла 20 и визуальных сигналов с помощью узла 21. Работа узлов 20 и 21 реализуется с помощью специальной программы микроконтроллера 14.To evaluate user actions and enhance the interactive effect, a block of active interaction with the user is used, while the phrases stored in the microcontroller 14 are reproduced using the speech node 20 and visual signals using the node 21. The operation of the nodes 20 and 21 is implemented using a special microcontroller program 14 .

При этом связь узлов 20 и 21 с тактильными датчиками 12 и 13 через последовательно соединенные узлы 22 и 15 позволяет с помощью речевых и визуальных сигналов оценивать действия пользователя. В частности, в соответствии с заданной программой узел 20 воспроизводит приветствие и поощрительные возгласы (в случае правильных действий пользователя) или сообщает об ошибках, а узел 21 индицирует наличие или отсутствие ошибочных действий пользователя.Moreover, the connection of nodes 20 and 21 with tactile sensors 12 and 13 through series-connected nodes 22 and 15 allows using speech and visual signals to evaluate user actions. In particular, in accordance with a predetermined program, the node 20 reproduces a greeting and encouraging exclamations (in the case of correct user actions) or reports errors, and the node 21 indicates the presence or absence of erroneous user actions.

Claims

A humanoid robot containing a programmable microcontroller, movable elements, including manipulator hands associated with the microcontroller, each of which imitates the appearance of a human hand, tactile sensors connected to the microcontroller, each manipulator arm containing a shoulder joint drive, an elbow joint drive and a wrist drive the joint, and the microcontroller includes a tactile sensor signal processing unit, the input of which is connected to the outputs of the tactile sensors, and a positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints, characterized in that the tactile sensors are installed on the surface area of each palm-manipulating arm that imitates a palm human hands, the output of these tactile sensors is connected to the input of the tactile sensor signal processing unit, while the microcontroller includes a motion control unit, the input of which is connected to the output of the tactile sensor signal processing unit, and the output is connected with the input of the positioning unit that controls the movement of the drives of the shoulder, elbow and wrist joints.