CN106426269A - 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法 - Google Patents

一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106426269A
CN106426269A CN201611042844.8A CN201611042844A CN106426269A CN 106426269 A CN106426269 A CN 106426269A CN 201611042844 A CN201611042844 A CN 201611042844A CN 106426269 A CN106426269 A CN 106426269A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
waist
control system
drive part
control module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611042844.8A
Other languages
English (en)
Inventor
林绿德
庄永军
徐东群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Sanbao innovation and intelligence Co., Ltd.
Original Assignee
Shenzhen Qihan Cloud Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Qihan Cloud Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Qihan Cloud Technology Co Ltd
Priority to CN201611042844.8A priority Critical patent/CN106426269A/zh
Publication of CN106426269A publication Critical patent/CN106426269A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，包括机器人主控模块、控制系统、驱动部分、动力电机、传感器和结构平台，所述控制系统分别连接机器人主控模块、驱动部分和传感器，所述驱动部分还连接动力电机，所述动力电机还连接结构平台，本发明提供一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，该方法中腰部机构控制系统将采用机器人主控、控制系统分层的控制策略以及指令化的控制方式，实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。降低仿人机器人的成本，并提高仿人机器人的工作稳定性以及灵活性。

Description

一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体是一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法。
背景技术
仿人机器人是通过模仿人的形态和行为而设计制造的机器人，从目前机器人技术和人工智能的研究现状来看，要实现高智能，高灵活性的仿人机器人是机器人学研究领域最具挑战性的问题，而腰部机构是仿人机器人重要组成部分，起到承接上身和下身的的枢纽作用，它对仿人机器人运动的灵活性、自由性和平稳性起到极为关键的作用。
目前，大部分仿人机器人的腰部是固定的，没有腰部结构，直接影响了机器人的仿真度，有的机器人的腰部结构复杂，行动笨拙，给仿人机器人增加了成本，降低仿人机器人的工作稳定性，也不能自动根据机器人的工作模式灵活调整腰部旋转角度来平衡机器人的中心。
本方法提供一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，该方法中腰部机构控制系统将采用机器人主控、控制系统分层的控制策略以及指令化的控制方式，实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。降低仿人机器人的成本，并提高仿人机器人的工作稳定性以及灵活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，包括机器人主控模块、控制系统、驱动部分、动力电机、传感器和结构平台，所述控制系统分别连接机器人主控模块、驱动部分和传感器，所述驱动部分还连接动力电机，所述动力电机还连接结构平台。
作为本发明的进一步方案：所述控制系统和驱动部分之间通过RS485协议进行通讯。
作为本发明的进一步方案：所述结构平台包括电机、蜗杆、涡轮和轴承。
一种用于仿人机器人的腰部的控制方法，其特征在于，机器人主控模块解析出用户输入的指令,把运动参数发送给控制系统完成相应的运动控制。同时,控制系统也将运动状态和传感器信号反馈给机器人主控模块,方便机器人主控模块实时监测系统，控制系统采用RS485通信根据自定义控制协议传输驱动命令给驱动部分，驱动部分在控制动力点击驱动结构平台进行旋转，结构平台部分，通过电机运动，带动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮旋转，通过红外光电传感器获知涡轮旋转的角度，从而实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，该方法中腰部机构控制系统将采用机器人主控、控制系统分层的控制策略以及指令化的控制方式，实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。降低仿人机器人的成本，并提高仿人机器人的工作稳定性以及灵活性。
附图说明：
图1是本发明的整体结构框图；
图2 结构平台的正面示意图；
图3位结构平台的侧面图；
图4是机器人腰部结构控制流程图。
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明描述一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法，包括机器人主控模块、控制系统、驱动部分、动力电机、传感器和结构平台，所述控制系统分别连接机器人主控模块、驱动部分和传感器，所述驱动部分还连接动力电机，所述动力电机还连接结构平台。
作为本发明的进一步方案：所述控制系统和驱动部分之间通过RS485协议进行通讯。
作为本发明的进一步方案：所述结构平台包括电机、蜗杆、涡轮和轴承。
一种用于仿人机器人的腰部的控制方法，机器人主控模块解析出用户输入的指令,把运动参数发送给控制系统完成相应的运动控制。同时,控制系统也将运动状态和传感器信号反馈给机器人主控模块,方便机器人主控模块实时监测系统，控制系统采用RS485通信根据自定义控制协议传输驱动命令给驱动部分，驱动部分在控制动力点击驱动结构平台进行旋转，结构平台部分，通过电机运动，带动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮旋转，通过红外光电传感器获知涡轮旋转的角度，从而实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。
本方案的工作原理: 腰部机构控制系统将采用机器人主控、控制系统分层的控制策略以及指令化的控制方式。借助机器人主控强大的逻辑判断运算能力和信息处理能力,机器人主控系统解析出用户输入的指令,把运动参数发送给控制系统完成相应的运动控制。同时,控制系统也将运动状态和传感器信号反馈给机器人主控,方便机器人主控实时监测系统。控制系统采用RS485通信根据自定义控制协议传输驱动命令给驱动部分，驱动部分在控制动力点击驱动结构平台进行旋转，结构平台部分，通过电机运动，带动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮旋转，通过红外光电传感器获知涡轮旋转的角度，从而实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。
1.当机器人工作于搬运重物或者推车以及进行跳舞的时候，启动机器人主控将启动控制部分对腰部结构平台进行控制。
2.读取六轴陀螺仪参数，根据参数计算得到机器人的位姿，判断当前机器人的重心位置。
3.根据机器人的重心位置调整腰部旋转方向，如果机器人重心位置位于机器人的前面，控制机器人腰部结构进行后仰移动，如果机器人重心位置位于机器人的后面，控制机器人腰部结构进行前倾移动，通过不断的调整，使机器人的重心位置位于机器人的中心。
该方法为机器人系统提供冗余自由度。一方面，腰部机构的自由度可以提升机器人在连续快速步行中的稳定性，让机器人能够像人类一样协调上身与下肢的动作。根据任务的要求以及所处环境的复杂性，机器人要完成类似手搬运重物，推车以及爬坡等动作。此时，机器人与周围环境、手头工具形成一个复杂的多个体系统，可以借助腰部机构运动来保持系统平衡。另一方面，腰部机构将进一步提高仿人机器人的拟人化程度。人类善于用肢体语言来表达自己的情绪。比如，人在高兴的时候，喜欢仰着头、挺胸、脚步轻快;在伤心的时候，常常低头、弯腰、步履缓慢。因此，仿人机器人也应该可以用身体来表达情感，这样使得机器人更具亲和力，易于与人交流。适当选择腰部机构的运动参数，得到上身与下肢不同的运动姿态，配合手臂和脸部机构的运动，来表现出机器人当前情感状态。

Claims (4)

1.一种用于仿人机器人的腰部结构，包括机器人主控模块、控制系统、驱动部分、动力电机、传感器和结构平台，其特征在于，所述控制系统分别连接机器人主控模块、驱动部分和传感器，所述驱动部分还连接动力电机，所述动力电机还连接结构平台。
2.根据权利要求1所述的一种用于仿人机器人的腰部结构，所述控制系统和驱动部分之间通过RS485协议进行通讯。
3.根据权利要求1所述的一种用于仿人机器人的腰部结构，所述结构平台包括电机、蜗杆、涡轮和轴承。
4.一种用于仿人机器人的腰部的控制方法，其特征在于，机器人主控模块解析出用户输入的指令,把运动参数发送给控制系统完成相应的运动控制;同时,控制系统也将运动状态和传感器信号反馈给机器人主控模块,方便机器人主控模块实时监测系统，控制系统采用RS485通信根据自定义控制协议传输驱动命令给驱动部分，驱动部分在控制动力点击驱动结构平台进行旋转，结构平台部分，通过电机运动，带动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮旋转，通过红外光电传感器获知涡轮旋转的角度，从而实现腰部向前倾20°，向后仰40°的功能。
CN201611042844.8A 2016-11-24 2016-11-24 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法 Pending CN106426269A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611042844.8A CN106426269A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611042844.8A CN106426269A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106426269A true CN106426269A (zh) 2017-02-22

Family

ID=58219914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611042844.8A Pending CN106426269A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106426269A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107639648A (zh) * 2017-10-27 2018-01-30 黄国彬 一种机器人腰部结构
CN107685788A (zh) * 2017-09-06 2018-02-13 滨州学院 一种足球机器人

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2326400Y (zh) * 1998-03-17 1999-06-30 孙增鑫 一种模特机器人
CN1454752A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 中国科学院沈阳自动化研究所 一种仿人机器人腰部机构
US20040211603A1 (en) * 2001-09-26 2004-10-28 Takayuki Furuta Bipedal humanoid
CN1864942A (zh) * 2006-06-22 2006-11-22 上海交通大学 类人机器人俯仰中转一体化腰部结构
CN101104270A (zh) * 2007-08-08 2008-01-16 燕山大学 一种机器人腰关节
CN101439513A (zh) * 2007-11-19 2009-05-27 江南大学 复合驱动多种类关节的姿态表现机器人
CN101579860A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 浙江大学 一种仿人机器人的双t型腰关节结构
CN102658548A (zh) * 2012-05-04 2012-09-12 北京理工大学 防止仿人机器人前后倾斜的腰部运动规划方法和装置
CN104260096A (zh) * 2014-03-31 2015-01-07 苏州市华天雄信息科技有限公司 一种新型的远程安抚监控宠物服务机器人
JP5948359B2 (ja) * 2014-03-11 2016-07-06 本田技研工業株式会社 ロボット、およびロボットの制御方法
CN106043488A (zh) * 2015-04-21 2016-10-26 电子科技大学 一种家庭服务机器人
CN206263988U (zh) * 2016-11-24 2017-06-20 深圳市旗瀚云技术有限公司 一种用于仿人机器人的腰部结构

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2326400Y (zh) * 1998-03-17 1999-06-30 孙增鑫 一种模特机器人
US20040211603A1 (en) * 2001-09-26 2004-10-28 Takayuki Furuta Bipedal humanoid
CN1454752A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 中国科学院沈阳自动化研究所 一种仿人机器人腰部机构
CN1864942A (zh) * 2006-06-22 2006-11-22 上海交通大学 类人机器人俯仰中转一体化腰部结构
CN101104270A (zh) * 2007-08-08 2008-01-16 燕山大学 一种机器人腰关节
CN101439513A (zh) * 2007-11-19 2009-05-27 江南大学 复合驱动多种类关节的姿态表现机器人
CN101579860A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 浙江大学 一种仿人机器人的双t型腰关节结构
CN102658548A (zh) * 2012-05-04 2012-09-12 北京理工大学 防止仿人机器人前后倾斜的腰部运动规划方法和装置
JP5948359B2 (ja) * 2014-03-11 2016-07-06 本田技研工業株式会社 ロボット、およびロボットの制御方法
CN104260096A (zh) * 2014-03-31 2015-01-07 苏州市华天雄信息科技有限公司 一种新型的远程安抚监控宠物服务机器人
CN106043488A (zh) * 2015-04-21 2016-10-26 电子科技大学 一种家庭服务机器人
CN206263988U (zh) * 2016-11-24 2017-06-20 深圳市旗瀚云技术有限公司 一种用于仿人机器人的腰部结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107685788A (zh) * 2017-09-06 2018-02-13 滨州学院 一种足球机器人
CN107685788B (zh) * 2017-09-06 2023-10-27 滨州学院 一种足球机器人
CN107639648A (zh) * 2017-10-27 2018-01-30 黄国彬 一种机器人腰部结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105291138B (zh) 一种增强虚拟现实浸入感的视觉反馈平台
Almetwally et al. Real-time tele-operation and tele-walking of humanoid Robot Nao using Kinect Depth Camera
CN103128729B (zh) 机器人装置和控制该机器人装置的方法
CN105555486B (zh) 位置/力控制装置、位置/力控制方法
CN108524187B (zh) 一种六自由度的上肢康复机器人控制系统
CN107050763B (zh) 一种新型踝关节康复机器人其控制方法
CN106584093A (zh) 工业机器人自我装配系统及方法
CN107223408B (zh) 一种具有力感知功能的水果采摘机器人及操作方法
CN205552540U (zh) 双臂作业机器人
CN110561403A (zh) 可穿戴式三自由度人体辅助外机械臂
CN109529274B (zh) 基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统及其训练方法
CN103558786A (zh) 基于嵌入Android移动终端及FPGA的手部功能康复机器人人机交互控制系统
CN111300408B (zh) 一种结合形似与神似的仿人双臂机器人运动规划控制方法
CN106426269A (zh) 一种用于仿人机器人的腰部结构和控制方法
CN206263988U (zh) 一种用于仿人机器人的腰部结构
CN212421309U (zh) 一种足式机器人的远程操控装置
CN203390943U (zh) 五指型仿人机器手
CN106239511A (zh) 一种基于头部运动的机器人移动控制方式
CN107186743B (zh) 一种基于网状联动结构的仿生机械手掌
CN109521784A (zh) 一种触觉感知式可穿戴上肢外骨骼无人机控制系统及方法
CN111496803A (zh) 太极推手机器人
CN111687847A (zh) 一种足式机器人的远程操控装置和操控交互方式
CN108789374A (zh) 一种非拟人上肢助力装置及其控制方法
Wang et al. Intuitive operation of a wheelchair mounted robotic arm for the upper limb disabled: The mouth-only approach
CN201631428U (zh) 五指独立驱动的机械仿真手

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180615

Address after: 518000 Guangdong 28, Shenzhen, Futian District, Huafu street, No. 5001 Huanggang Road, Shenzhen Industrial upper city (two phase of the Southern District)

Applicant after: Shenzhen Sanbao innovation and intelligence Co., Ltd.

Address before: 518055 20, Times Technology Building, 7028 Shennan Road, Futian District, Shenzhen, Guangdong.

Applicant before: Shenzhen qihan cloud Technology Co. Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170222