CN112975990A - 一种机械关节同步控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人控制技术领域，其目的在于提供一种机械关节同步控制方法及系统。其中，机械关节同步控制方法包括以下步骤：接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据，所述指定动作由控制主机做出；接收并处理当前机械关节的弯曲信号，得到第二角度数据；根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差；判断当前角度差的绝对值是否小于预定精度阈值，若是，则判定指定动作控制完成，若否，则根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲，然后重新接收当前机械关节的弯曲信号，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值。机械关节同步控制系统用于实现上述的机械关节同步控制方法。本发明对机械关节的控制流程简单，控制精度高。

Description

一种机械关节同步控制方法及系统

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种机械关节同步控制方法及系统。

背景技术

当今社会科技飞速发展，机器人技术应用广泛，然而，在机器人技术的应用过程中，让机器人独立判断并执行工作，仍然是一个技术难题。因此在大多数情况下，都会由检测装置捕捉人的动作，再由机器人复现出来，这种操纵方式称为遥控操纵。

现有的遥控操纵方式主要有摇杆按键式、PLC电器柜控制式及柔性可穿戴式。公开号为CN106378769A的中国专利公开了一种远程控制机械手，公开号为CN208276899U的中国专利公开了一种遥控机械手，公开号为CN107750627A的中国专利公开了一种无线遥控水果采摘机械手，上述技术通过采用遥杆与按键相结合的远程控制方案来实现对机械手的操作，其操作过程较为繁琐，在需要完成精细作业时需要反复多次操作，耗时耗力；同时机械手无法对自身关节弯曲角度进行检测与调整，对操作者的技术指标要求高，无法快速实现对机械手的控制。公开号为CN207534794U的中国专利公开了一种可远程控制的机械手，其采用PLC电器柜控制式技术实现对机械手的操控，然而，PLC电器柜体积较大、重量大，不方便随身携带，同时其同样存在操作过程较为繁琐，无法快速实现对机械手的控制的缺陷。

因而，有必要研究一种操作过程简单，便于对机械关节进行检测与调整的机械关节同步控制方法及系统。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种机械关节同步控制方法及系统。

本发明采用的技术方案是：

一种机械关节同步控制方法，包括以下步骤：

接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据，所述指定动作由控制主机做出；

接收并处理当前机械关节的弯曲信号，得到第二角度数据；

根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差；其中，角度差=第一角度数据-第二角度数据；

判断当前角度差的绝对值是否小于预定精度阈值，若是，则判定指定动作控制完成，若否，则进入下一步；其中，预定精度阈值为正数；

根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲，然后重新接收当前机械关节的弯曲信号，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值。

可选地，根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲时，具体步骤如下：

判断当前角度差是否为正数，若是，则驱动当前机械关节朝正向弯曲，若否，则驱动当前机械关节朝反向弯曲。

可选地，当前机械关节和控制主机均对应设置有不同的电流式双向弯曲传感器，控制主机做出指定动作或当前机械关节弯曲时，对应的电流式双向弯曲传感器均收到对应的经驱动电压转换的驱动信号，所述驱动信号为电流信号，指定动作对应的弯曲信号及当前机械关节的弯曲信号为对应弯曲传感器接收驱动信号后的输出电流。

可选地，在驱动信号大小不变的前提下，驱动当前机械关节朝正向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成反比，驱动当前机械关节朝反向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成正比。

可选地，接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据前，所述机械关节同步控制方法还包括以下步骤：

进行弯曲传感器标定操作；

进行弯曲传感器校准操作，得到校准数值。

进一步地，进行弯曲传感器标定操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器标定指令，进入弯曲传感器标定状态；

预设标定值和误差容忍值，其中，标定值为弯曲传感器在自然伸直状态下输出的弯曲信号；

向当前机械关节对应的电流式双向弯曲传感器发送驱动电压，并将其转换为驱动信号，然后获取实时值，实时值为当前机械关节的弯曲信号转换得到的电压值；

根据实时值与标定值，得到弯曲信号差；其中，弯曲信号差=实时值-标定值；

判断弯曲信号差是否小于误差容忍值，若是，则完成当前弯曲传感器的标定操作，若否，则进入下一步；

根据实时值调节驱动信号，得到调节后的驱动信号；

发送调节后的驱动信号，直到弯曲信号差小于误差容忍值。

进一步地，进行弯曲传感器校准操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器校准指令，进入弯曲传感器校准状态；

预设弯曲传感器的预设量程；

获取弯曲传感器最大量程范围；

根据弯曲传感器最大量程范围得到弯曲信号最大范围；

根据预设量程及弯曲信号的最大量程范围校准数值，得到校准数值。

一种机械关节同步控制系统，用于实现上述任一项的机械关节同步控制方法；所述机械关节同步控制系统包括控制主机和被控从机，所述控制主机与被控从机通信连接，所述控制主机用于做出指定动作，被控从机用于根据控制主机的指定动作驱动当前机械关节弯曲。

可选地，所述控制主机包括主控模块和第一弯曲传感器，所述第一弯曲传感器与主控模块电连接；所述被控从机包括从控模块、第二弯曲传感器和驱动模块，所述第二弯曲传感器和驱动模块均与从控模块电连接；所述主控模块和从控模块通信连接；所述第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均为电流式双向弯曲传感器；

所述第一弯曲传感器发生弯曲时，所述第一弯曲传感器实时输出指定动作对应的弯曲信号至主控模块；

所述主控模块，用于接收并处理由第一弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第一角度数据，然后将第一角度数据发送至被控从机；

所述第二弯曲传感器发生弯曲时，实时输出当前机械关节的弯曲信号至从控模块；

所述从控模块，用于接收并处理由主控模块发送的第一角度数据；还用于接收并处理由第二弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第二角度数据；还用于根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差，并在当前角度差的绝对值大于预定精度阈值时，根据当前角度差，控制驱动模块动作，驱动模块驱动当前机械关节弯曲；

所述驱动模块，用于在从控模块的控制下驱动当前机械关节弯曲，所述第二弯曲传感器随当前机械关节发生弯曲。

进一步可选地，所述控制主机还包括第一通信模块，所述第一通信模块与主控模块电连接；所述被控从机还包括第二通信模块，所述第二通信模块与从控模块电连接；所述第一通信模块和第二通信模块之间无线通信连接；进一步可选地，所述控制主机为可穿戴式主机。

本发明的有益效果是：对机械关节的控制流程简单，同时机械关节可进行自我检测，便于机械关节根据角度差进行角度调整，控制精度高。具体来说，本实施例在实施过程中，机械关节可根据第一角度数据及自身弯折生成的第二角度数据，得到角度差，并在角度差的绝对值不小于预定精度阈值时，再次根据角度差进行弯折，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值，由此使得机械关节的弯折角度与指定动作对应的第一角度数据相同；其中，机械关节根据角度差进行弯折，使得机械关节实现了对自身弯曲角度的调整，从而简化了对机械关节的控制流程，便于对机械关节进行检测与调整，同时计算量低、控制精度高。

附图说明

图1是本发明中一种机械关节同步控制方法的流程图；

图2是本发明中一种机械关节同步控制系统的结构框图；

图3是本发明中主控模块和从控模块的电路原理图；

图4是本发明中第一采集接口和第二采集接口的电路原理图；

图5是本发明中驱动接口的电路原理图；

图6是本发明中第一通信模块和第二通信模块的电路原理图；

图7是本发明中电流式双向弯曲传感器的结构示意图；

图8是本发明中电流式双向弯曲传感器发生完全时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词（例如，“在……之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等等）。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上并发地执行，或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供一种机械关节同步控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

实时接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据，指定动作由控制主机做出；

实时接收并处理当前机械关节的弯曲信号，得到第二角度数据；

根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差；其中，角度差=第一角度数据-第二角度数据；

判断当前角度差的绝对值是否小于预定精度阈值，若是，则判定指定动作控制完成，若否，则进入下一步；其中，预定精度阈值为正数；

根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲，然后重新接收当前机械关节的弯曲信号，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值。

本实施例对机械关节的控制流程简单，可实现对机械关节的双向弯曲的控制，同时机械关节可进行自我检测，便于机械关节根据角度差进行角度调整，控制精度高。具体来说，本实施例在实施过程中，机械关节可根据第一角度数据及自身弯折生成的第二角度数据，得到角度差，并在角度差的绝对值不小于预定精度阈值时，再次根据角度差进行弯折，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值，由此使得机械关节的弯折角度与指定动作对应的第一角度数据相同；其中，机械关节根据角度差进行弯折，使得机械关节实现了对自身弯曲角度的调整，从而简化了对机械关节的控制流程，便于对机械关节进行检测与调整，同时计算量低、控制精度高。

本实施例中，根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲时，具体步骤如下：

判断当前角度差是否为正数，若是，说明机械关节的弯曲角度比指定动作的关节弯曲角度小，则驱动当前机械关节朝正向弯曲，控制关节驱动模块正向行程；若否，说明机械关节的弯曲角度比指定动作的关节弯曲角度大，则驱动当前机械关节朝反向弯曲，控制关节驱动模块逆向行程。应当理解的是，当前角度差为正数时，说明当前机械关节的弯曲角度比第一角度数据小，需驱动当前机械关节朝正向弯曲；当前角度差为负数时，说明当前机械关节的弯曲角度比第一角度数据大，需驱动当前机械关节朝反向弯曲。本实施例中，设定当前机械关节朝向机器人本体的前方弯曲时为正向弯曲，当前机械关节朝后机器人本体的方弯曲时为反向弯曲。由此，使得本实施例实现了对机械关节的双向弯曲的控制。

进一步地，当前机械关节和控制主机均对应设置有不同的电流式双向弯曲传感器，控制主机做出指定动作或当前机械关节弯曲时，对应的电流式双向弯曲传感器均收到对应的经驱动电压进行U-I转换得到的驱动信号，驱动信号为电流信号，驱动信号为电流信号，指定动作对应的弯曲信号及当前机械关节的弯曲信号为对应弯曲传感器接收驱动信号后的输出电流。

本实施例中，在驱动信号大小不变的前提下，驱动当前机械关节朝正向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成反比，即此时当前机械关节的弯曲信号的大小与弯曲程度成反比，驱动当前机械关节朝反向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成正比，即此时当前机械关节的弯曲信号的大小与弯曲程度成正比。

本实施例中，接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据前，机械关节同步控制方法还包括以下步骤：

进行弯曲传感器标定操作；

进行弯曲传感器校准操作，得到校准数值。

对弯曲传感器的标定操作，可使多个弯曲传感器都能够达到一致性以及得到一个统一的起始零点，便于提高机械关节同步控制系统运行时的数据处理效率。

具体地，进行弯曲传感器标定操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器标定指令，进入弯曲传感器标定状态；应当理解的是，可以但不仅限于在首次启动运行时，触发弯曲传感器标定指令；

预设标定值U₀和误差容忍值U_M，其中，标定值U₀为弯曲传感器在自然伸直状态下输出的弯曲信号；具体地，设置标定值U₀=1.0V，误差容忍值U_M=0.1V；

向当前机械关节对应的电流式双向弯曲传感器发送驱动电压，并将其经U-I转换为驱动信号I，然后获取实时值U₁，实时值U₁为当前机械关节的弯曲信号经I-U转换得到的电压值；

根据实时值U₁与标定值U₀，得到弯曲信号差；其中，弯曲信号差=实时值U₁-标定值U₀；

判断弯曲信号差是否小于误差容忍值U_M，若是，则完成当前弯曲传感器的标定操作，若否，则进入下一步；

根据实时值U₁调节驱动信号I，得到调节后的驱动信号I；具体地，当实时值U₁＞标定值U₀时，调节后的驱动信号I上升，当实时值U₁＜标定值U₀时，调节后的驱动信号I下降；即，根据实时值U₁与标定值U₀，改变对应控制模块向对应弯曲传感器输入的驱动电压；

发送调节后的驱动信号I，直到弯曲信号差小于误差容忍值U_M。

每一个控制主机与被控从机由于使用环境、使用者、机械误差以及需求不一致等原因，导致控制主机与被控从机的量程范围和刻度都是未确定的，本实施例中，可以通过校准来统一控制主机与被控从机在各个环境下以及不同的需求下能有一个明确的量程范围和刻度；具体地，本实施例中，进行弯曲传感器校准操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器校准指令，进入弯曲传感器校准状态；

根据控制需求，预设弯曲传感器的预设量程[A_a，A_b]，如设置为[0°,90°]；其中，预设量程[A_a，A_b]为当前弯曲传感器的最大弯曲角度数据；

获取弯曲传感器最大量程范围；

根据弯曲传感器最大量程范围得到弯曲信号最大范围[U_a，U_b]，如设置为[0V,5V]；

根据预设量程[A_a，A_b]及弯曲信号的最大量程范围校准数值[U_a，U_b]，得到校准数值K，其中

，ΔA=A_b-A_a，ΔU=U_b-U_a。校准数值K指代当前弯曲信号经I-U变换得到的电压值对应的角度值，通过校准数值K，即可得到控制主机与被控从机的统一量程范围。

需要说明的是，对弯曲传感器的校准操作，有助于避免由于弯曲传感器自身机械差异及安装位置偏差，而造成的弯曲传感器输出信息不准确的问题，可有效提高指定动作对应的弯曲传感器弯曲信号及当前机械关节对应的弯曲传感器弯曲信号的识别准确率。

需要说明的是，控制主机包括主控模块和第一弯曲传感器，第一弯曲传感器与主控模块电连接；当前机械关节为被控从机中的动作执行模块，被控从机中还包括从控模块、第二弯曲传感器和驱动模块，第二弯曲传感器和驱动模块均与从控模块电连接；主控模块和从控模块通信连接；第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均为电流式双向弯曲传感器，其中，当前机械关节对应设置的弯曲传感器为第二弯曲传感器，控制主机对应设置的弯曲传感器为第一弯曲传感器。本实施例中的执行主体为被控从机中的从控模块。

应当理解的是，以被控从机为例，被控从机开机后，从控模块根据校准操作后得到的调节后的驱动信号I，持续向第二弯曲传感器发送驱动电压，该驱动电压可经U-I转换为调节后的驱动信号I，控制模块驱动当前机械关节弯曲后，第二弯曲传感器输出弯曲信号（电流信号），随后从控模块可将该弯曲信号经I-U转换得到电压信号，作为从控模块的输入信号。

实施例2：

本实施例提供一种机械关节同步控制系统，用于实现实施例1中的机械关节同步控制方法。

如图2所示，机械关节同步控制系统包括控制主机和被控从机，控制主机与被控从机通信连接，控制主机用于做出指定动作，被控从机用于根据控制主机的指定动作驱动当前机械关节弯曲。

本实施例中，控制主机为可穿戴式主机。应当理解的是，控制主机可通过广播方式对多个被控从机进行控制，由此达到控制主机同时对多个被控从机进行控制的目的，拓展了控制主机的控制范围。

具体地，控制主机包括主控模块和第一弯曲传感器，第一弯曲传感器与主控模块电连接；被控从机包括从控模块、第二弯曲传感器和驱动模块，第二弯曲传感器和驱动模块均与从控模块电连接；主控模块和从控模块通信连接；第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均为电流式双向弯曲传感器；具体地，在实施例1中，当前机械关节对应设置的弯曲传感器为第二弯曲传感器，控制主机对应设置的弯曲传感器为第一弯曲传感器。

具体地，电流式双向弯曲传感器的结构图如图7所示，电流式双向弯曲传感器发生完全时的结构图如图8所示。本实施例中，电流式双向弯曲传感器采用如公开号为CN110095086A及CN110108234A的中国专利所公开的电流式双向弯曲传感器实现，其应用场合范围广，在角度测量上十分方便，同时还具有较高的测量精度。该电流式双向弯曲传感器的两端分别为电流输入端和电流输出端，电流输入端用于接收驱动电流，电流输出端用于流出输出电流，其中，第一弯曲传感器的两端通过第一采集接口与主控模块电连接，第二弯曲传感器的两端通过第二采集接口与从控模块电连接。

第一弯曲传感器发生弯曲时，所述第一弯曲传感器实时输出指定动作对应的弯曲信号至主控模块；

主控模块，用于实时接收并处理由第一弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第一角度数据，然后将第一角度数据发送至被控从机；

第二弯曲传感器发生弯曲时，实时输出当前机械关节的弯曲信号至从控模块；

从控模块，用于实时接收并处理由主控模块发送的第一角度数据；还用于实时接收并处理由第二弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第二角度数据；还用于根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差，并在当前角度差的绝对值大于预定精度阈值时，根据当前角度差，控制驱动模块动作，驱动模块驱动当前机械关节弯曲；

驱动模块，用于在从控模块的控制下驱动当前机械关节弯曲，第二弯曲传感器随当前机械关节发生弯曲。

具体地，本实施例中，主控模块和从控模块的电路原理图如图3所示；本实施例中的主控模块和从控模块均采用型号为STM32F103C8T6的单片机实现，STM32F103C8T6是ST（意法半导体）推出内核STM32F4系列高性能微控制器，其采用了90纳米的NVM工艺和ART（自适应实时存储器加速器），其中，ART技术使得程序零等待执行，提升了程序执行的效率，将Cortext-M4的性能发挥到了极致，使得STM32F4系列可达到210DMIPS@168MHz。同时，STM32F4系列微控制器集成了单周期DSP指令和FPU（floating point unit，浮点单元），提升了计算能力，可以进行一些复杂的计算和控制。

本实施例中，主控模块和从控模块均连接有晶振电路与复位电路，晶振电路包括晶振Y1、电阻R5等元件，复位电路包括电阻R4、电容C5等元件。晶振电路与复位电路搭建完成后，主控模块和从控模块即可正常工作。以从控模块为例，从控模块通过Ud与Uout端子与第二采集接口电连接，从控模块通过bTX、bRX、bREXT、bWAKE、bINT与bSTA端子与第二通信模块电连接，从控模块通过Min1与Min2端子与驱动接口电连接，主控模块的Min1与Min2端子悬空。主控模块和从控模块实现对相关的数据流进行预处理及存储等功能。

第一弯曲传感器通过第一采集接口与主控模块电连接，第二弯曲传感器通过第二采集接口与从控模块电连接，第一采集接口和第二采集接口的电路原理图如图4所示；第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均为耗材，其在本系统实施过程中易损坏，第一采集接口和第二采集接口的设置，便于实现第一弯曲传感器和第二弯曲传感器的拆装，以第一采集接口为例，第一采集接口的设置，便于实现第一弯曲传感器与主控模块之间的拆装。以第二采集接口为例，电阻R7、电容C7、电阻R8、电容C8、电阻R9及电容C9与接插件S1构成了第二采集接口电路。Ud端子使用PWM对第二弯曲传感器进行驱动，通过电阻R7和电容C7形成的RC滤波网络之后，PWM方波被整形为直流电压Udrive，该直流电压Udrive的大小与PWM的占空比成正比。电容C8与第二弯曲传感器输入端的发光器件并联，负责滤除高频杂波；其中电阻R8与第二弯曲传感器输入端的发光器件串联，Udrive被电阻R8转换为第二弯曲传感器驱动电流Id。电阻R9的一端被VCC上拉，电阻R9的另一端与第二弯曲传感器输出端串联，为第二弯曲传感器输出端的光敏三极管提供电源，该光敏三极管被光激发的电流将流过电阻R9，在电阻R9两端形成压降，因此第二弯曲传感器的输出电流被转换成了第二弯曲传感器输出电压Uout。而电容C9则负责滤除Uout的高频杂波。

驱动模块通过驱动接口与主控模块电连接，驱动接口的电路原理图如图5所示；应当理解的是，驱动接口的设置，便于实现驱动模块与从控模块之间的拆装。本实施例中，电阻R3、电容C3及电容C4与驱动芯片U3以及接插件P1构成了驱动接口电路，驱动芯片U3在选用了A4950电机驱动芯片，电阻R3用于释放多余的功率成分，电容C3及电容C4构成了电源滤波，负责稳定负载电源电压。本实施例中，驱动模块可以但不仅限于采用电机及气缸等驱动装置实现，用于起到驱动机械关节动作的作用。

本实施例中，控制主机还包括第一通信模块，第一通信模块与主控模块电连接；被控从机还包括第二通信模块，第二通信模块与从控模块电连接；第一通信模块和第二通信模块之间无线通信连接。应当理解的是，主控模块和从控模块也可采用电连接的方式进行有线通信，设置第一通信模块和第二通信模块，且第一通信模块和第二通信模块之间无线通信连接，实现了控制主机和被控从机之间的远程通信，避免受到电线干扰动作的问题。

本实施例中，第一通信模块和第二通信模块用于实现控制主机和被控从机之间的无线通信，以便实现近程或远程的数据交互，进一步满足应用需求，第一通信模块和第二通信模块可以但不限于为蓝牙收发模块、WiFi收发模块及GPRS收发模块的任意一种或它们的任意组合。

本实施例中的第一通信模块和第二通信模块均采用蓝牙通信模块实现，其电路原理图如图6所示。以第二通信模块为例，第二信息通信模块通过bTX、bRX、bREXT、bWAKE、bINT及bSTA端子与从控模块连接，通过无线连接的方式向外广播数据信息。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种机械关节同步控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据，所述指定动作由控制主机做出；

接收并处理当前机械关节的弯曲信号，得到第二角度数据；

根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差；其中，角度差=第一角度数据-第二角度数据；

判断当前角度差的绝对值是否小于预定精度阈值，若是，则判定指定动作控制完成，若否，则进入下一步；其中，预定精度阈值为正数；

根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲，然后重新接收当前机械关节的弯曲信号，直到当前角度差的绝对值小于预定精度阈值。

2.根据权利要求1所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：根据当前角度差，驱动当前机械关节弯曲时，具体步骤如下：

判断当前角度差是否为正数，若是，则驱动当前机械关节朝正向弯曲，若否，则驱动当前机械关节朝反向弯曲。

3.根据权利要求1所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：当前机械关节和控制主机均对应设置有不同的电流式双向弯曲传感器，控制主机做出指定动作或当前机械关节弯曲时，对应的电流式双向弯曲传感器均收到对应的经驱动电压转换的驱动信号，所述驱动信号为电流信号，指定动作对应的弯曲信号及当前机械关节的弯曲信号为对应弯曲传感器接收驱动信号后的输出电流。

4.根据权利要求3所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：在驱动信号大小不变的前提下，驱动当前机械关节朝正向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成反比，驱动当前机械关节朝反向弯曲时，当前机械关节的弯曲信号的大小与第二角度数据的大小成正比。

5.根据权利要求3所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：接收指定动作对应的弯曲信号，得到第一角度数据前，所述机械关节同步控制方法还包括以下步骤：

进行弯曲传感器标定操作；

进行弯曲传感器校准操作，得到校准数值。

6.根据权利要求5所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：进行弯曲传感器标定操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器标定指令，进入弯曲传感器标定状态；

预设标定值和误差容忍值，其中，标定值为弯曲传感器在自然伸直状态下输出的弯曲信号；

向当前机械关节对应的电流式双向弯曲传感器发送驱动电压，并将其转换为驱动信号，然后获取实时值，实时值为当前机械关节的弯曲信号转换得到的电压值；

根据实时值与标定值，得到弯曲信号差；其中，弯曲信号差=实时值-标定值；

判断弯曲信号差是否小于误差容忍值，若是，则完成当前弯曲传感器的标定操作，若否，则进入下一步；

根据实时值调节驱动信号，得到调节后的驱动信号；

发送调节后的驱动信号，直到弯曲信号差小于误差容忍值。

7.根据权利要求6所述的一种机械关节同步控制方法，其特征在于：进行弯曲传感器校准操作时，具体步骤如下：

触发弯曲传感器校准指令，进入弯曲传感器校准状态；

预设弯曲传感器的预设量程；

获取弯曲传感器最大量程范围；

根据弯曲传感器最大量程范围得到弯曲信号最大范围；

根据预设量程及弯曲信号的最大量程范围校准数值，得到校准数值。

8.一种机械关节同步控制系统，其特征在于：用于实现权利要求1至7任一项的机械关节同步控制方法；所述机械关节同步控制系统包括控制主机和被控从机，所述控制主机与被控从机通信连接，所述控制主机用于做出指定动作，被控从机用于根据控制主机的指定动作驱动当前机械关节弯曲。

9.根据权利要求8所述的一种机械关节同步控制系统，其特征在于：所述控制主机包括主控模块和第一弯曲传感器，所述第一弯曲传感器与主控模块电连接；所述被控从机包括从控模块、第二弯曲传感器和驱动模块，所述第二弯曲传感器和驱动模块均与从控模块电连接；所述主控模块和从控模块通信连接；所述第一弯曲传感器和第二弯曲传感器均为电流式双向弯曲传感器；

所述第一弯曲传感器发生弯曲时，所述第一弯曲传感器实时输出指定动作对应的弯曲信号至主控模块；

所述主控模块，用于接收并处理由第一弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第一角度数据，然后将第一角度数据发送至被控从机；

所述第二弯曲传感器发生弯曲时，实时输出当前机械关节的弯曲信号至从控模块；

所述从控模块，用于接收并处理由主控模块发送的第一角度数据；还用于接收并处理由第二弯曲传感器发送的弯曲信号，得到第二角度数据；还用于根据第一角度数据和第二角度数据，得到角度差，并在当前角度差的绝对值大于预定精度阈值时，根据当前角度差，控制驱动模块动作，驱动模块驱动当前机械关节弯曲；

所述驱动模块，用于在从控模块的控制下驱动当前机械关节弯曲，所述第二弯曲传感器随当前机械关节发生弯曲。

10.根据权利要求9所述的一种机械关节同步控制系统，其特征在于：所述控制主机还包括第一通信模块，所述第一通信模块与主控模块电连接；所述被控从机还包括第二通信模块，所述第二通信模块与从控模块电连接；所述第一通信模块和第二通信模块之间无线通信连接；所述控制主机为可穿戴式主机。

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