CN110340872A - 穿戴式遥控机器人及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种穿戴式遥控机器人及控制方法，其中，所述穿戴式遥控机器人包括：穿戴于人体上的主控端以及由所述主控端控制的从控端；所述主控端包括：多个肢体信号采集模块和多个相互并联的第一信号处理模块；所述从控端包括：电机单元和多个相互并联的第二信号处理模块。本发明通过多个并联的第一信号处理模块，能够有效地响应人体动作，并通过多个并联的第二信号处理模块，根据所响应的人体动作能够有效控制电机单元驱动机器人进行对应动作，方便了机器人的控制，并有利于降低动作延迟，从而提高控制的精确性。

Description

穿戴式遥控机器人及控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种穿戴式遥控机器人及控制方法。
背景技术
随着自动化技术及计算机技术的发展，机器人技术得到了快速的进步。其可广泛应用于工业生产中，以提高工业产能，节约人力成本。尤其是在某些领域中，由于其高危性，并不适合人工作业。此时，需要机器人替代人工进行作业。因此，针对如何对机器人进行远程遥控，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种穿戴式遥控机器人，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种穿戴式遥控机器人，其包括：穿戴于人体上的主控端以及由所述主控端控制的从控端；
所述主控端包括：肢体信号采集模块和多个相互并联的第一信号处理模块，所述肢体信号采集模块包括：若干传感器，若干传感器采集肢体各个关节的运动信号，并发送电信号至对应的第一信号处理模块，任一所述第一信号处理模块包括：第一单片机，所述第一单片机通过其接收端口与对应的传感器相连接，并通过其发送端口以串口形式发送控制信号至所述从控端；
所述从控端包括：电机单元和多个相互并联的第二信号处理模块，任一所述第二信号处理模块包括：第二单片机，所述第二单片机通过其接收端口接收来自对应第一单片机的控制信号，所述第二单片机通过其发送端口以PWM方式发送控制信号至对应的电机单元，所述电机单元驱动机器人的肢体动作。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述第一单片机的接收端口通过一数据转换模块与对应的传感器相连接。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述第二信号处理模块与电机单元之间还设置有线性光耦。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述线性光耦的型号为EL817。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述多个并联设置的第一信号处理模块同时接收相对应肢体信号采集模块信号，通过预先设置好的先后顺序，以串口形式先后发送控制信号至所述从控端。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述主控端的发送端口为多个时，各端口按照各自不同时间段分别发送控制信号至所述从控端。
作为本发明的穿戴式遥控机器人的改进，所述从控端中若干个相互并联的第二信号处理模块，通过预先设置将主控端串口信号提取相对应电机单元的信号，并发送给相对应的电机单元。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于如上所述的穿戴式遥控机器人的控制方法，其包括如下步骤：
S1、若干传感器采集肢体各个关节的运动信号，并将运动信号转化为数字信号分别发送；
S2、多个第一信号处理模块同时接收相对应肢体信号采集模块的信号，按照预设先后顺序依次以串口形式发送控制信号至多个第二信号处理模块；
S3、判断是否开始串口通信，如开始，任一第二信号处理模块接收并读取对应第一信号处理模块发送的串口信号；
S4、将接收并读取的串口信号以PWM方式进行发送电机单元；
S5、根据接收的PWM信号，电机单元控制机器人动作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过多个并联的第一信号处理模块，能够有效地响应人体动作，并通过多个并联的第二信号处理模块，根据所响应的人体动作能够有效控制电机单元驱动机器人进行对应动作，方便了机器人的控制，并有利于降低延迟，从而提高控制的精确性。
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中记载的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本发明的穿戴式遥控机器人的主控端的流程示意图；
图2为本发明的穿戴式遥控机器人的主控端的模块示意图；
图3为本发明的穿戴式遥控机器人的从控端的流程示意图；
图4为本发明的穿戴式遥控机器人的从控端的模块示意图。
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。
如图1至4所示，本发明提供一种穿戴式遥控机器人，其包括：穿戴于人体上的主控端1以及由所述主控端1控制的从控端2。
所述主控端1用于感应人体的动作，并将动作信号转化为可被识别的电信号，并根据电信号相从控端2发送对应的控制信号。
所述主控端1包括：肢体信号采集模块11和多个相互并联的第一信号处理模块12。所述肢体信号采集模块11包括：若干传感器，传感器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，本领域技术人员可根据实际需求选择所需的传感器。从而，若干传感器根据对应的阻止变化采集肢体各个关节的运动信号，并发送电信号至所述第一信号处理模块12。
所述第一信号处理模块12与若干传感器之间还设置有一数据转换模块13，其用于将传感器发送的电信号转化为数字信号供所述第一信号处理模块12识别。
任一所述第一信号处理模块12包括：第一单片机，所述第一单片机通过其接收端口通过数据转换模块13与对应的传感器相连接，并通过其发送端口以串口形式发送控制信号至所述从控端2。如上所述所述第一信号处理模块12为多个，此时，多个第一信号处理模块12彼此并联。如此设置，能够使主控端1同时对于人体动作信号进行采集，提高了对人体动作进行采集速度。
进一步地，当多个第一信号处理模块12以串口形式发送控制信号时，各第一信号处理模块12按照如下方式发送控制信号：多个并联设置的第一信号处理模块12同时接收相对应数据转换模块13信号，通过预先设置好的先后顺序，以串口形式先后发送控制信号至所述从控端2。同时，所述发送端口为多个时，各端口按照各自不同时间段分别发送控制信号至所述从控端2。
所述从控端2用于根据接收的控制信号，对应控制机器人按照与人体动作相对应的方式进行动作。
所述从控端2包括：电机单元21和多个相互并联的第二信号处理模块22。任一所述第二信号处理模块22包括：第二单片机，所述第二单片机通过其接收端口接收来提取自对应第一单片机的控制信号。从而，多个相互并联的第二信号处理模块22根据所响应的人体动作能够有效控制电机单元21驱动机器人进行对应动作，方便了机器人的控制，并有利于提高电机的反应速度和控制的精确性。
进一步地，所述从控端2的若干个相互并联的第二信号处理模块22，通过预先设置将主控端串口信号提取相对应电机单元21的信号，并发送给相对应的电机单元21，所述电机单元21驱动机器人的肢体动作。此外，所述第二信号处理模块22与电机单元21之间还设置有型号为EL817的线性光耦23，通过设置该线性光耦23可起到稳定电压和隔离的作用。
基于如上所述的穿戴式遥控机器人，本发明还提供一种穿戴式遥控机器人的控制方法，其包括如下步骤：
S1、若干传感器采集肢体各个关节的运动信号，并将运动信号转化为数字信号分别发送；
S2、多个第一信号处理模块同时接收相对应肢体信号采集模块的信号，按照预设先后顺序依次以串口形式发送控制信号至多个第二信号处理模块；
S3、判断是否开始串口通信，如开始，任一第二信号处理模块接收并读取对应第一信号处理模块发送的串口信号；
S4、将接收并读取的串口信号以PWM方式进行发送电机单元；
S5、根据接收的PWM信号，电机单元控制机器人动作。
综上所述，本发明通过多个并联的第一信号处理模块，能够有效地响应人体动作，并通过多个并联的第二信号处理模块，根据所响应的人体动作能够有效控制电机单元驱动机器人进行对应动作，方便了机器人的控制，并有利于降低延迟，从而提高控制的精确性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述穿戴式遥控机器人包括：穿戴于人体上的主控端以及由所述主控端控制的从控端；
所述主控端包括：肢体信号采集模块和多个相互并联的第一信号处理模块，所述肢体信号采集模块包括：若干传感器，若干传感器采集肢体各个关节的运动信号，并发送电信号至对应的第一信号处理模块，任一所述第一信号处理模块包括：第一单片机，所述第一单片机通过其接收端口与对应的传感器相连接，并通过其发送端口以串口形式发送控制信号至所述从控端；
所述从控端包括：电机单元和多个相互并联的第二信号处理模块，任一所述第二信号处理模块包括：第二单片机，所述第二单片机通过其接收端口接收来自对应第一单片机的控制信号，所述第二单片机通过其发送端口以PWM方式发送控制信号至对应的电机单元，所述电机单元驱动机器人的肢体动作。
2.根据权利要求1所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述第一单片机的接收端口通过一数据转换模块与对应的传感器相连接。
3.根据权利要求1所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述第二信号处理模块与电机单元之间还设置有线性光耦。
4.根据权利要求3所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述线性光耦的型号为EL817。
5.根据权利要求1所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述多个并联设置的第一信号处理模块同时接收相对应肢体信号采集模块信号，通过预先设置好的先后顺序，以串口形式先后发送控制信号至所述从控端。
6.根据权利要求1所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述主控端的发送端口为多个时，各端口按照各自不同时间段分别发送控制信号至所述从控端。
7.根据权利要求1至6任一项所述的穿戴式遥控机器人，其特征在于，所述从控端中若干个相互并联的第二信号处理模块，通过预先设置将主控端串口信号提取相对应电机单元的信号，并发送给相对应的电机单元。
8.一种基于权利要求1至7任一项所述的穿戴式遥控机器人的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
S1、若干传感器采集肢体各个关节的运动信号，并将运动信号转化为数字信号分别发送；
S2、多个第一信号处理模块同时接收相对应肢体信号采集模块的信号，按照预设先后顺序依次以串口形式发送控制信号至多个第二信号处理模块；
S3、判断是否开始串口通信，如开始，任一第二信号处理模块接收并读取对应第一信号处理模块发送的串口信号；
S4、将接收并读取的串口信号以PWM方式进行发送电机单元；
S5、根据接收的PWM信号，电机单元控制机器人动作。
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