CN107831679A - 一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法，设置有控制感应器、控制处理单元，通过控制处理单元设定对应控制感应器感应信号的控制信号，把操作者的控制意图通过连接在机器人本体身上的一条控制绳进行控制，操作者用力的大小，方向，以及时间顺序作用于控制感应器并产生感应信号发送至控制处理单元，通过控制处理单元解读操作着的控制意图，对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达，以执行对四足仿真机器人的控制，用一条控制绳就替代了现有机器人复杂繁琐的操作，模拟人与宠物的互动习惯，控制方法简单，容易上手，且系统结构简单，成本低，易于推广，机器人和人的互动效果更直接。

Description

一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及四足机器人控制技术领域，尤指一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法。
背景技术
四足仿真机器人是模仿四足生物的结构的一种机器人，其体积和重量都比较接近真实的四足生物，应用领域越来越广，可用于军事、生活服务、抢险救灾、娱乐等多个领域，给人类的生活和发展带来很大的便利。
目前，对于四足仿真机器人的控制主要包括遥控模式和自主控制模式。对于遥控模式，需要另外再配置一专用的遥控器，操作难度大，容易操控失误，需要花费大量的时间去学习操作，且操控不及时不直观；对于自主控制模式，则通过设定相应的控制程序，靠机器人本身进行决策，决定行走，停止，速度，拐弯等，这种控制模式需要花费大量的技术研发成本，技术还不够成熟，不能普及应用，若自主决策失误会造成较大的危险。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种四足仿生机器人的人性化控制系统及其控制方法，模拟人与宠物的互动习惯，控制方法简单，容易上手，且系统结构简单，成本低，易于推广。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案之一是：一种四足仿生机器人的控制系统，包括机器人本体、分别对应控制机器人本体四足运动的驱动马达，还包括
控制绳，用于将控制动作作用于控制感应单元；
控制感应单元，用于感应控制绳的控制动作，并将感应到的控制绳的控制动作信号发送至控制处理单元；
控制处理单元，用于设定不同感应信号所对应的控制信号，接收控制感应单元的感应信号并对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达以控制机器人本体作出对应的动作；
所述控制绳连接在机器人本体的表面，所述控制感应单元的输出端与控制处理单元的输入端连接，所述控制处理单元的输出端分别与驱动马达连接。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案之二是：一种四足仿生机器人的控制方法，包括以下步骤：
S1.通过控制处理单元设定不同感应信号所对应的控制信号；
S2.通过控制绳对机器人本体作出控制动作；
S3.控制感应单元感应到控制绳的控制动作，并将感应到的控制绳的控制动作信号发送至控制处理单元；
S4.控制处理单元接收控制感应单元的感应信号并对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达以控制机器人本体作出对应的动作。
本发明的有益效果在于：本发明设置有用于感应控制动作的控制感应器，并对应设置有控制处理单元，通过控制处理单元设定对应控制感应器感应信号的控制信号，把操作者的控制意图通过连接在机器人本体身上的一条控制绳进行控制，操作者用力的大小，方向，以及时间顺序作用于控制感应器并产生感应信号发送至控制处理单元，通过控制处理单元解读操作者的控制意图，对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达，以执行对四足仿真机器人的控制，用一条控制绳子就替代了现有的复杂繁琐的操作，模拟人与宠物的互动习惯，控制方法简单，容易上手，且系统结构简单，成本低，易于推广，机器人和人的互动效果更直接。
附图说明
图1是本发明的控制方法示意图；
图2是控制系统实施例一的模块示意图；
图3是控制系统实施例一的模块示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：
请参阅图1-2所示，本实施例公开一种四足仿生机器人的控制系统，包括机器人本体、分别对应控制机器人本体四足运动的驱动马达、控制绳、控制感应单元、控制处理单元，其中控制绳连接在机器人本体的表面，所述控制感应单元的输出端与控制处理单元的输入端连接，所述控制处理单元的输出端分别与驱动马达连接。
其中，控制感应单元为力矢量传感器，具体的控制方法如下：
S1.在先通过控制处理单元设定不同感应信号所对应的控制信号；
S2.通过控制绳对机器人本体作出控制动作；
S3.感应到控制绳的控制动作，并将感应到的控制绳的控制动作信号发送至力矢量传感器，由力矢量传感器感应操作者对控制绳拉力大小和方向的感应，得出相应的的感应信号，比如向上拉即为站立的感应信号，向前拉即为前进的感应信号，向后拉即为停止的感应信号，向左或右拉即为左转弯或右转弯的感应信号，用力拉即为动作迅速执行的感应信号，轻微拉即为动作柔缓执行的感应信号，并将这些感应信号发送至控制处理单元；
S4.控制处理单元接收感应信号并对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达以控制机器人本体作出对应的动作，实现对机器人本体的控制。
作为更优选的方案，为实现对机器人本体更准确的控制，控制绳可直接对应绑定在力矢量传感器上，通过控制绳直接作用于力矢量传感器，提高感应的精度。
实施例二：
请参阅图1和3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，控制感应单元为马达电流传感器，所述马达电流传感器数量与驱动马达数量一致并分别与驱动马达连接；控制绳作出控制动作产生作用力于机器人本体，机器人本体受力作用于对应的驱动马达，使受力的驱动马达的电流产生变化，马达电流传感器感应驱动马达电流的变化，并将感应信号发送至控制处理单元。
作为更优选的方案，由于控制绳是通过作用于机器人本体，再通过机器人本体作用与具体的驱动电机产生电流变化信号，并由马达电流传感器感应，是间接地获取操作者对控制绳力的大小和方向，为实现对机器人本体更准确的控制，控制绳设置在四个驱动马达之间的中心位置，使得操作者力的大小和方向能够更加地均匀，提高感应的精度。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种四足仿生机器人的控制系统，包括机器人本体、分别对应控制机器人本体四足运动的驱动马达，其特征在于，还包括
控制绳，用于将控制动作作用于控制感应单元；
控制感应单元，用于感应控制绳的控制动作，并将感应到的控制绳的控制动作信号发送至控制处理单元；
控制处理单元，用于设定不同感应信号所对应的控制信号，接收控制感应单元的感应信号并对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达以控制机器人本体作出对应的动作；
所述控制绳连接在机器人本体的表面，所述控制感应单元的输出端与控制处理单元的输入端连接，所述控制处理单元的输出端分别与驱动马达连接。
2.根据权利要求1所述的一种四足仿生机器人的控制系统，其特征在于，所述控制感应单元为力矢量传感器，所述控制绳套接在力矢量传感器表面；控制绳作出控制动作作用于力矢量传感器，力矢量传感器感应控制绳控制动作力的方向，并将感应信号发送至控制处理单元，控制处理单元对应感应信号进行处理并将对应感应信号的控制信号输出至对应的驱动马达。
3.根据权利要求1所述的一种四足仿生机器人的控制系统，其特征在于，所述控制感应单元为马达电流传感器，所述马达电流传感器数量与驱动马达数量一致并分别与驱动马达连接，所述控制绳固定在机器人本体表面；控制绳作出控制动作产生作用力于机器人本体，机器人本体受力作用于对应的驱动马达，使受力的驱动马达的电流产生变化，马达电流传感器感应驱动马达电流的变化，并将感应信号发送至控制处理单元，控制处理单元对应感应信号进行处理并将对应感应信号的控制信号输出至对应的驱动马达。
4.一种应用权利要求1所述四足仿生机器人的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.通过控制处理单元设定不同感应信号所对应的控制信号；
S2.通过控制绳对机器人本体作出控制动作；
S3.控制感应单元感应到控制绳的控制动作，并将感应到的控制绳的控制动作信号发送至控制处理单元；
S4.控制处理单元接收控制感应单元的感应信号并对感应信号进行处理，并将感应信号对应的控制信号输出至对应的驱动马达以控制机器人本体作出对应的动作。
5.根据权利要求4所述的一种四足仿生机器人的控制方法，其特征在于，步骤S3中，控制感应单元为力矢量传感器，控制绳作出控制动作作用于力矢量传感器，力矢量传感器感应控制绳控制动作力的方向，并将感应信号发送至控制处理单元。
6.根据权利要求4所述的一种四足仿生机器人的控制方法，其特征在于，步骤S3中，控制感应单元为马达电流传感器，所述马达电流传感器数量与驱动马达数量一致并分别与驱动马达连接；控制绳作出控制动作产生作用力于机器人本体，机器人本体受力作用于对应的驱动马达，使受力的驱动马达的电流产生变化，马达电流传感器感应驱动马达电流的变化，并将感应信号发送至控制处理单元。
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