CN115674167A - 结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备。本发明的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，包括：穿戴件，用于穿戴在操作者的上半身上；上肢组件，一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，上肢组件用于检测操作者的上肢动作；第一检测装置，穿戴于操作者的上半身上，所述第一检测装置用于检测操作操作者上半身的转动角度；第二检测装置，穿戴于操作者的下半身上，所述第二检测装置用于检测操作者下半身的转动角度；控制电路，用于接收上肢组件、第一检测装置和第二检测装置所检测到的数据并产生相应的控制信号。本发明可以方便准确地按控制机器人。

Description

结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备。

背景技术

目前，机器人在各个领域都有着广泛的应用。为了能够控制机器人按照用户需求执行相应的动作需要相应的控制设备。目前用于控制机器人的控制设备多采用按键式的控制设备，例如通过按压设置在控制设备上的各种实体按键或者触摸触控屏上的虚拟按键向机器人发出控制命令，机器人接收到这些根据按键所产生的控制命令后再执行相应的动作。但是按键操控的动作与机器人实际执行的动作之间差别很大，两种动作之间的对应关系很弱，因此操作起来十分不方便，这种操作方式不易被用户熟练掌握。对于格斗竞技机器人来说，操控动作和机器人实际执行动作之间差别过大容易减低用户的体验感，使用户无法沉浸在机器人格斗竞技比赛中。

目前为了提高用户的操作体验感，也有利用用户自身的肢体动作来操控机器人，这种方式机器人执行与操作者手肢体动作相同或者相近的动作。由于机器人执行的动作与操作者的肢体一致，因此操作者对机器人的控制就像在控制自己的身体一样自然，这样就使用户的操作体验得到极大的提升，使用户可以完全沉浸在机器人格斗竞技比赛中。为了实现通过操作者的肢体动作来控制机器人，需要准确地识别出操作者的肢体动作，对此公开号为CN112405530A的专利提出了使用可穿戴摄像头来捕捉操作员手势的图像信息，然后结合模式识别方法分析手势的种类，并根据手势种类信息实现对机器人行为的控制。采用前述专利中的技术方案，需要采集包含操作手势的图像，并对图像进行分析处理后识别出操作员的手势，但是手势图像容易受到外界环境的干扰，因此手势识别的准确度较差。此外图像识别所需处理的数据量大，数据采集和处理的速度慢，并且图像处理的运算过程复杂，因此控制装置难以快速方便地按照操作者的手势动作控制机器人。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，用于解决的现有技术中不能快速方便地按照操作者的肢体动作控制机器人的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供了一种结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，包括：

穿戴件，用于穿戴在操作者的上半身上；

上肢组件，一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，所述上肢组件用于检测操作者的上肢动作；

第一检测装置，穿戴于操作者的上半身上，所述第一检测装置用于检测操作操作者上半身的转动角度；

第二检测装置，穿戴于操作者的下半身上，所述第二检测装置用于检测操作者下半身的转动角度；

控制电路，用于接收上肢组件、第一检测装置和第二检测装置所检测到的数据并产生相应的控制信号，所述控制信号用于控制机器人动作。

优选地，还包括击打效果反馈装置，所述击打效果反馈装置与所述控制电路电连接，所述控制电路用于根据机器人发送的受到击打的信号控制击打效果反馈装置产生相应的击打反馈效果。

优选地，所述击打效果反馈装置为灯光显示装置，所述灯光显示装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的灯光效果。

优选地，所述击打效果反馈装置为振动装置，所述震动装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的震动。

优选地，所述击打效果反馈装置为力矩产生装置，所述控制电路根据机器人发送的受到击打的信号控制力矩产生装置施加阻碍上肢组件运动的力矩。

优选地，所述上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件和角度检测装置，所述相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式形成转动关节，所述角度检测装置用于检测各个转动关节转动的角度。

优选地，所述相邻上肢部件之间通过关节模块形成可转动连接，所述关节模块包括第一构件、第二构件和轴承，所述第一构件与所述轴承的外圈固定连接，所述第二构件与所述轴承的内圈固定连接，所述角度检测装置安装在所述关节模块上。

优选地，所述上肢部件包括肩部部件、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂部件和手部部件，所述肩部部件的一端与所述穿戴件形成第一转动关节，相对的另一端与所述第一大臂部件形成第二转动关节，所述第一大臂部件远离肩部部件的一端与所述第二大臂部件形成可转动的第三转动关节，所述第二大臂部件远离所述第一大臂部件的一端与所述小臂部件形成可转动的第四转动关节，所述小臂部件远离所述第二大臂的一端与所述手部部件形成第五转动关节，所述操控部设置在所述手部部件远离所述小臂部件的一端。

优选地，所述述手部部件包括手腕连接部、中间连接部和手柄，所述腕连接部、中间连接部和手柄围成一个半包围的结构，所述操控部设置在所述手柄上。

优选地，所述小臂部件靠近所述手部部件的一端由第一方向弯折至第二方向并沿第二方向延伸至第一预定长度后与手部部件连接，所述小臂部件靠近所述手部部件的一端与所述手腕连接部和中间连接部合围成一个缺口朝向所述穿戴件的半包围结构。

有益效果：本发明的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，利用第一检测装置和第二检测装置检测出操作者腰部的转动，用上肢组件检测出操作者上肢的运动，并通过穿戴件将控制设备穿戴在操作者身上，使其中的与穿戴件为可转动连接上肢组件并不需要直接穿戴在用户运动的上肢上就能实现与操作者的上半身位置相对固定。这样上肢组件在跟随用户的上肢运动时用户上肢几乎不受力，因此不会对用户的上肢造成任何影响，从而让操作者在操控过程中可以自然的运动并发力。本实施例的上肢组件通过在操作者的操控下跟随操控者的上肢运动来检测操控者的肢体运动情况，在比采用图像识别检测用户上肢手势的方式更加简单准确，便于快速准确地识别出用户手势后对机器人进行实时准确地控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，这些均在本发明的保护范围内。

图1为本发明的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备的三维结构 图；

图2为本发明的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备另一个视角 的三维结构图；

图3为本发明的上肢组件的三维结构图；

图4为本发明的肩部部件的三维结构图；

图5为本发明的小臂部件的三维结构图；

图6为本发明的手部部件的三维结构图；

图7为本发明的关节模块的三维结构图；

图8为本发明的关节模块的剖视图；

图9为本发明的小臂部件和手部部件装配后的三维结构图；

图10为本发明的可穿戴设备控制格斗机器人的示意图。

图中零件部及其编号：

穿戴件1、上肢组件2、肩部部件21、第一连接部211、第二连接部212、弯折部213、第一大臂部件22、第二大臂部件23、小臂部件24、手部部件25、手腕连接部251、中间连接部252、手柄253、按键254、角度检测装置3、磁盘31、检测芯片32、关节模块4、第一构件41、第二构件42、轴承43、第一检测装置5、第二检测装置6、缺口7。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种可穿戴式手势识别设备，该设备包括穿戴件1、上肢组件2、第一检测装置5和第二检测装置6。

如图10所示，其中穿戴件1用于穿戴在操作者的上半身上；本实施例可以将上肢组件2和第一检测装置5都安装在所述穿戴件1上，这样操作者只需要将穿戴件1穿戴在操作者的上半身就可以同时实现上肢组件2和第一检测装置5相对与操作者上半身的位置定位。在具体实施时可以在穿戴件1上设置肩带和/或腰带，然后利用肩带和/或腰带将穿戴件1通过操作者的腰部和/或肩部与操作者的上半身固定。

在本实施例中上肢组件2的一端与所述穿戴件1可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件2动作的操控部，所述上肢组件2用于检测操作者的上肢运动；在本实施例中操作者的上肢可以通过操控部带动上肢组件2跟随操作者的上肢运动，上肢组件2在跟随运动的过程中检测出操作者上肢的运动。

由于在本实施例中，穿戴件1穿戴在操作者身上，而上肢组件2的一端又与所述穿戴件1连接，因此本实施例的机器人控制设备中的上肢组件2并不需要直接穿戴在操作者运动的上肢上就能实现与操作者的上半身位置相对固定。又由于上肢组件2与穿戴件1为可转动连接，这样上肢组件2就可以在不对操作者的上肢造成任何影响的情况下跟随操作者的上肢运动，并且设备的重量由穿戴件1传递给操作者的背部，操作者上肢几乎不受力，因此在操控过程中，操作者的上肢可以自然的运动并发力。由于本实施例利用上肢组件2的跟随运动来检测操作者的上肢运动，不需要获取操作者上肢运动的图像，因此不会受到环境的干扰，识别也更加准确。

其中第一检测装置5穿戴于操作者的上半身上，所述第一检测装置5用于检测操作操作者上半身的转动角度。作为一种优选的方式，本实施例中的第一检测装置5可以安装在穿戴件1上，这样操作者穿戴所述穿戴件1时就可以让第一检测装置5与操作者的上半身固定。在其它实施例中，也可以将第一检测装置5和穿戴件1分别穿戴在操作者的上半身上，这里不做限制。在本实施例中，所述第一检测装置5可以采用集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计的九轴传感器。由于第一检测装置5穿戴在操作者的上半身，因此操作者的上半身转动时可以带动第一检测装置5一起转动。本实施例可以利用九轴传感器所感测到的在水平面上的转动角度作为操作者上半身的转动角度。

其中第二检测装置6，穿戴于操作者的下半身上，所述第二检测装置6用于检测操作者下半身的转动角度；在本实施例中，所述第二检测装置6可以采用集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计的九轴传感器。由于第二检测装置6穿戴在操作者的下半身，因此操作者的下半身转动时可以带动第二检测装置6一起转动。本实施例可以利用九轴传感器所感测到的在水平面上的转动角度作为操作者下半身的转动角度。

控制电路，用于接收上肢组件2、第一检测装置5和第二检测装置6所检测到的数据并产生相应的控制信号，所述控制信号用于控制机器人动作。

在本实施例中，控制电路根据第一检测装置5所检测到的操作者上半身的转动角度和第二检测装置6所检测到的下半身的转动角度的差值得到操作者腰部的转动角度，再结合上肢组件2所检测到的操作者上肢的动作产生控制信号，控制机器人做出与操作者相同或者相似的动作。本实施例的控制电路至少包括处理器。前述处理器可以采用中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还也可以采用其它的通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，还可以是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

作为其中一种优选地实施方式，在本实施例中所述上肢组件2包括若干个依次连接的上肢部件和角度检测装置3，所述相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式形成转动关节，所述角度检测装置3用于检测各个转动关节转动的角度。

其中相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式来模拟人体上肢的关节中相邻两个部位之间的转动关系。当操作者穿戴好本实施例中的控制设备后，操作者的手握持住上肢组件2末端的操控部，操作者通过上肢的运动带动操作者的手运动，操作者的手通过操控部带动上肢组件2运动。上肢组件2在运动的过程中，各个上肢部件相对转动，正好模拟了操作者上肢关节两端相关部位的相互运动，从而使上肢部件可以自然地跟随操作者的上肢同步运动。

在本实施例中，角度检测装置3设置在相邻两个上肢部件相连的位置，这些角度检测装置3用来检测相邻两个上肢部件之间相对转动的角度。本实施例为每个由上肢部件之间可转动连接所形成的关节都配置了至少一个角度检测装置3，并利用这些角度检测装置3来检测各个关节的转动角度。由于各个上肢部件依次连接，因此相邻两个关节之间的距离是确定地，当角度检测装置3检测到上肢组件2上各个关节的转动角度后，结合各个上肢部件的长度就可以计算出整个上肢组件2的运动状态。由于上肢部件在操作者的操控下跟随操作者的上肢运动，因此可以通过上肢组件2的运动状态得到操作者上肢的运动状态。

上肢部件的长度通常不会改变，并且各个上肢部件相互连接后位置关系相对固定，运动中需要更新的变量少，在实际操作时，只需要实时检测上肢组件2上各个关节转动的角度数据，因此本实施例在进行手势识别时所需要实时采集的数据量很小，数据传输快，数据处理量小。同时由于各个上肢部件相互连接后位置关系相对固定，不会受因外界情况影响而改变，不会像其它手势识别方式那样容易受到外界环境的干扰，因此所采集的数据准确性高，手势识别的精度也相应提高。

由于操作者可以操作本实施例控制设备中上肢组件2跟随操作者上肢运动，通过角度检测装置3检测出上肢组件2中各个关节运动的角度来计算上肢组件2的运动状态，从而检测出操作者上肢的运动状态，因此本实施例中的控制设备通过少量的检测数据就可以快速准确地检测出操作者快速复杂的上肢的运动状态，且易不受外界环境的干扰。对于在复杂的机器人格斗竞技环境下，本实施例的控制设备可以快速准确地获取操作者上肢运动的动作，从而使操作者可以及时准确的控制机器人的动作，用于上肢组件2并没有之间穿戴在操作者的上肢上，因此操作者的上肢可以自由活动。这样操作者在控制机器人竞技格斗时就像自己在现场竞技格斗一样，可以带给操作者身临其境的感受，使操作者可以更好的沉浸在竞技格斗的乐趣中。

如图3所示，作为一种优选的实施方式，在本实施例中，所述上肢部件包括肩部部件21、第一大臂部件22、第二大臂部件23、小臂部件24和手部部件25，所述肩部部件21的一端与所述穿戴件1形成第一转动关节，相对的另一端与所述第一大臂部件22形成第二转动关节，所述第一大臂部件22远离肩部部件21的一端与所述第二大臂部件23形成可转动的第三转动关节，所述第二大臂部件23远离所述第一大臂部件22的一端与所述小臂部件24形成可转动的第四转动关节，所述小臂部件24远离所述第二大臂的一端与所述手部部件25形成第五转动关节，所述操控部设置在所述手部部件25远离所述小臂部件24的一端。

前述上肢组件2中的各个上肢部件与人体上肢的部位相对应。例如其中的肩部部件21与人体的肩部相对应，用于跟随操作者的肩部运动。由第一大臂部件22和第二大臂部件23组成的结构与人体的大臂相对应，用于跟随操作者的大臂运动。小臂部件24与人体的小臂对应，用于跟随操作者的小臂运动。手部部件25与人体的手部对应，用于跟随操作者的手部运动。

如图4所示，为实现肩部部件21的自由转动，本实施例在肩部部件21上设置了两个转动关节，一个转动关节位于肩部部件21和穿戴件1之间，另一个转动关节位于肩部部件21和第一大臂部件22之间。通过前述两个关节的配合，可以让第一大臂部件22通过肩部部件21相对穿戴件1实现更多自由度的转动，从而可以与人体肩部关节的转动保持一致。由于本实施例将肩部部件21的两个转动关节分开设置，肩部部件21在跟随人体肩部运动时两个转动关节之间的转动互不影响。其中肩部部件由第一连接部211、弯折部212和中间连接部213组成。

为让由第一大臂部件22和第二大臂部件23组成的结构可以相对肩部部件21自由转动，从而与人体大臂关节的转动保持一致，本实施例在第一大臂部件22与肩部部件21形成一个转动关节的基础上又使大一大臂部件和第二大臂部件23之间形成第二个关节。通过前述两个关节的配合，可以让由第一大臂部件22和第二大臂部件23组成的结构准确跟随人体的大臂运动。由于前述两个转动关节分开设置，因此由第一大臂部件22和第二大臂部件23组成的结构在跟随人体大臂运动时两个转动关节之间的转动互不影响。

为了进一步提高操作者控制机器人的体验感受，在本实施例中，结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备还包括击打效果反馈装置，所述击打效果反馈装置与所述控制电路电连接，所述控制电路用于根据机器人发送的受到击打的信号控制击打效果反馈装置产生相应的击打反馈效果。

在本实施例中可以在被控制的机器人上安装用于检测击打的检测装置，当机器人受到击打时，检测装置会产生的相应地信号，并将受到击打的信号发送给本实施例的控制设备的控制电路。然后控制电路根据接收到的控制信号控制反馈装置产生相应的击打反馈效果。由于在利用本实施例中的控制设备控制机器人时，控制设备穿戴在操作者身上，因此当本实施例中控制设备的击打效果反馈装置所产生的击打反馈效果时可以被操作者更好更及时地体验到。前述击打效果反馈装置可以是一个也可以是多个。当击打效果反馈装置为多个时。多个击打效果反馈装置可以安装在控制设备的相同部位也可以安装在控制设备的不同部位。为了提高操作者的体验，让操作者可以感知到被控制的机器人所受到击打的具体部位，作为一种优选的实施方式，在本实施例中所述击打效果反馈装置安装在控制设备的与被控制机器人对应的部位。

作为其中的一种具体实施方式，在本实施例中所述击打效果反馈装置为灯光显示装置，所述灯光显示装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的灯光效果。

前述灯光效果包括但不限于：在机器人受到击打时灯光开启；在机器人受到击打时灯光产生强弱变化；在机器人受到击打时灯光以固定或者不固定的频率闪烁；根据不同的击打力度产生不同亮度的灯光；根据不同的击打力度点亮不同数量的发光源；根据不同的击打力度产生不同闪烁频率的灯光。本实施例还可以对前述灯光效果进行任意的组合。其中灯光显示装置可以是安装在结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备上的LED灯，控制电路根据机器人受到击打的信号控制LED灯产生不同的灯光效果。

前述灯光显示装置可以是一个也可以是多个。当灯光显示装置为多个时。多个灯光显示装置可以安装在控制设备的相同部位也可以安装在控制设备的不同部位。为了提高操作者的体验，让操作者可以感知到被控制的机器人所受到击打的具体部位，作为一种优选的实施方式，在本实施例中所述灯光显示装置安装在控制设备的与被控制机器人对应的部位。可以在控制设备的肩部部件21、第一大臂部件22、第二大臂部件23、小臂部件24、手部部件25和穿戴件1上分别安装灯光显示装置。

例如当机器人的手部受到击打时，控制电路控制位于控制设备手部部件25位置的灯光显示装置产生相应的灯光效果；当机器人的小臂受到击打时，控制电路控制位于控制设备小臂部件24位置的灯光显示装置产生相应的灯光效果；例如当机器人的大臂下部受到击打时，控制电路控制位于控制设备第二大臂部件23位置的灯光显示装置产生相应的灯光效果；例如当机器人的大臂上部受到击打时，控制电路控制位于控制设备第一大臂部件22位置的灯光显示装置产生相应的灯光效果；例如当机器人的肩部受到击打时，控制电路控制位于控制设备肩部部件21位置的灯光显示装置产生相应的灯光效果；例如当机器人的胸部或者背部受到击打时，控制电路控制位于控制设备穿戴件1上的灯光显示装置产生相应的灯光效果；

作为其中的一种具体的实施方式，在本实施例中，所述击打效果反馈装置为震动装置，所述震动装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的震动。

在本实施例中，控制电路可以根据机器人所受到的击打的力度来控制震动装置产生不同的震动效果。例如根据不同的击打力度产生不同振幅和/或频率和/或时间的震动。其中震动效果可以是一段时间内的持续地震动，也可以是一段时间内的间歇性的震动。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中所述震动装置安装在控制设备的与被控制机器人对应的部位。可以在控制设备的肩部部件21、第一大臂部件22、第二大臂部件23、小臂部件24、手部部件25和穿戴件1上分别安装震动装置。

例如当机器人的手部受到击打时，控制电路控制位于控制设备手部部件25位置的震动装置产生相应的震动效果；例如当机器人的小臂受到击打时，控制电路控制位于控制设备小臂部件24位置的震动装置产生相应的震动效果；例如当机器人的大臂下部受到击打时，控制电路控制位于控制设备第二大臂部件23位置的震动装置产生相应的震动效果；例如当机器人的大臂上部受到击打时，控制电路控制位于控制设备第一大臂部件22位置的震动装置产生相应的震动效果；例如当机器人的肩部受到击打时，控制电路控制位于控制设备肩部部件21位置的震动装置产生相应的震动效果；例如当机器人的胸部或者背部受到击打时，控制电路控制位于控制设备穿戴件1上的震动装置产生相应的震动效果。

作为其中的一种具体实施方式，本发明的击打效果反馈装置为力矩产生装置，所述控制电路根据机器人发送的受到击打的信号控制力矩产生装置施加阻碍上肢组件2运动的力矩。

当机器人受到击打后，产生相应的击打信号，本实施例中的控制电路接收到击打信号后，相应产生控制信号，该控制信号控制力矩产生装置施加阻碍上肢组件2运动的力矩。具体实施时所施加的力矩会阻碍上肢组件2中某一个或者几个关节的转动，这样操作者的上肢在运动时相比未受击打时更加困难。采用前述方案可以模拟机器人格斗竞技中因攻击受到伤害后动作变得迟钝的效果，使操作者的体验更加接近格斗竞技的真实场景。具体实施例时所述力矩产生装置可以采用安装在各个关节位置的伺服电机，其中伺服电机的外壳与相邻上肢部件中的一个连接，而伺服电机的输出端则与相邻上肢部件中的另一个连接。具体实施时可以根据机器人所检测到的击打的情况，来控制伺服电机施加的阻碍力矩的参数。

作为其中一种优选的实施方式，在本实施例中，所述相邻上肢部件之间通过关节模块4形成可转动连接。如图7所示，所述关节模块4包括第一构件41、第二构件42和轴承43，所述第一构件41与所述轴承43的外圈固定连接，所述第二构件42与所述轴承43的内圈固定连接，所述角度检测装置3安装在所述关节模块4上。前述相邻两个上肢部件之间形成可转动连接是指相邻两个上肢部件之间以可绕某一轴线方向转动的形式形成连接。

其中第一构件41与相邻两个上肢部件中的一个固定连接，第二构件42则和相邻两个上肢部件中的另一个固定连接。其中角度检测装置3可以采用磁编码器，所述磁编码器包括磁盘31和检测芯片32，所述检测芯片32和磁盘31中的一个与第一构件41固定连接，另一个则与第二构件42固定连接。当两个相邻的上肢部件相对转动地时候，带动第一构件41和第二构件42相对转动，检测芯片32感应到磁盘31传动所带来的磁场变化并生成相应的电信号，从而获得相邻两个上肢部件之间的转动数据。

如图6所示，作为一种优选的实施方式，在本实施例中所述述手部部件25包括手腕连接部251、中间连接部252和手柄253，所述腕连接部、中间连接部252和手柄253围成一个半包围的结构，所述操控部设置在所述手柄253上。其中手腕连接部251与小臂部件24可转动连接，从而使手部部件25可以灵活地随用户地手腕同步转动。而中间连接部252则由手腕连接部251朝靠近穿戴件1的方向延伸一段距离后与手柄253相连。其中手腕连接部251、中间连接部252和手柄253围成一个大致成“U”形的半包围的结构，用户的手掌可以从半包围结构的缺口7位置放置到手腕连接部251和手柄253之间，然后握住手柄253，这样既可以在实现手部部件25随用户手腕灵活转动的情况下方便用户将手放入握持位置或者将手从握持位置取出，又可以使用户握持操控部后实现用户的上肢和上肢组件2之间的准确定位，以使上肢组件2可以在不影响用户上肢运动的情况下能够跟随用户的上肢同步运动。

此外，如5和图9所示，在本实施例中所述小臂部件24靠近所述手部部件25的一端由第一方向弯折至第二方向并沿第二方向延伸至第一预定长度后与所述手部部件25连接，所述小臂部件24靠近所述手部部件25的一端与所述手腕连接部251和中间连接部252合围成一个缺口7朝向所述穿戴件1的半包围结构。其中第一预定长度可以根据操作者手臂与上肢组件2之间的距离来确定，以使操作的手臂在运动时不会受到上肢组件2的干扰为宜。本实施例通过将小臂部件24靠近手部部件25的端部设置为弯折的结构，让位于操作者上肢外侧的上肢组件2的末端由外向内延伸到操作者便于用手握持的位置，这样既使上肢组件2位于操作者上肢的外侧，又便于操作者握持操控部带动整个上肢组件2运动。并且小臂部件24的末端通过前述形式的弯折后可以与手腕连接部251和中间连接部252合围成一个缺口7朝向所述穿戴件1的半包围结构，该半包围结构大致成“U”型。这样在操控机器人时，操作者的手可以从半包围结构的缺口7位置伸入到手部部件25的手柄253位置，以方便地握持手柄253，操作者的手松开手柄253后也可以方便地将手取出，因此采用前述结构后操作者不需要将上肢组件2整体穿戴在操作者上肢上，通过手部握持手柄253就可以方便地实现与上肢之间的连接。并且操作者手部握持手柄253后，可以实现操作者的上肢与上肢组件2的准确定位，以使上肢组件2能够准确跟踪操作者上肢的运动。

手柄253上设置有若干个按键254，所述按键254用于在接收按压时产生对应的电信号，所述控制电路根据按键254所产生的电信号向机器人发送控制信号。在本实施例中，操作者除了可以通过上肢组件2各个关节的运动来控制机器人上肢的运动，以及通过第一检测装置5和第二检测装置6来控制机器人腰部的转动外，还可以通过设置在手柄253上的各个按键254来控制机器人执行更多的动作。

Claims (10)

1.结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，包括：

穿戴件，用于穿戴在操作者的上半身上；

上肢组件，一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，所述上肢组件用于检测操作者的上肢动作；

第一检测装置，穿戴于操作者的上半身上，所述第一检测装置用于检测操作操作者上半身的转动角度；

第二检测装置，穿戴于操作者的下半身上，所述第二检测装置用于检测操作者下半身的转动角度；

控制电路，用于接收上肢组件、第一检测装置和第二检测装置所检测到的数据并产生相应的控制信号，所述控制信号用于控制机器人动作。

2.根据权利要求1所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，还包括击打效果反馈装置，所述击打效果反馈装置与所述控制电路电连接，所述控制电路用于根据机器人发送的受到击打的信号控制击打效果反馈装置产生相应的击打反馈效果。

3.根据权利要求2所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述击打效果反馈装置为灯光显示装置，所述灯光显示装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的灯光效果。

4.根据权利要求2所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述击打效果反馈装置为震动装置，所述震动装置用于根据控制电路发送的信号产生反应击打反馈效果的震动。

5.根据权利要求2所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述击打效果反馈装置为力矩产生装置，所述控制电路根据机器人发送的受到击打的信号控制力矩产生装置施加阻碍上肢组件运动的力矩。

6.根据权利要求1所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件和角度检测装置，相邻两个所述上肢部件之间以可转动连接的方式形成转动关节，所述角度检测装置用于检测各个转动关节转动的角度。

7.根据权利要求6所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述相邻上肢部件之间通过关节模块形成可转动连接，所述关节模块包括第一构件、第二构件和轴承，所述第一构件与所述轴承的外圈固定连接，所述第二构件与所述轴承的内圈固定连接，所述角度检测装置安装在所述关节模块上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述上肢部件包括肩部部件、第一大臂部件、第二大臂部件、小臂部件和手部部件，所述肩部部件的一端与所述穿戴件形成第一转动关节，相对的另一端与所述第一大臂部件形成第二转动关节，所述第一大臂部件远离肩部部件的一端与所述第二大臂部件形成可转动的第三转动关节，所述第二大臂部件远离所述第一大臂部件的一端与所述小臂部件形成可转动的第四转动关节，所述小臂部件远离所述第二大臂的一端与所述手部部件形成第五转动关节，所述操控部设置在所述手部部件远离所述小臂部件的一端。

9. 根据权利要求8所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述肩部部件经过三次延伸和两次弯折后形成 “L”形，所述肩部部件在与穿戴件连接后从用户后背位置绕至用户肩膀的外侧后再与第一大臂部件连接，所述上肢组件位于距离用户身体一定间距的外侧；所述述手部部件包括手腕连接部、中间连接部和手柄，所述腕连接部、中间连接部和手柄围成一个半包围的结构，所述操控部设置在所述手柄上。

10.根据权利要求9所述的结合手臂与腰部控制格斗机器人的可穿戴设备，其特征在于，所述小臂部件靠近所述手部部件的一端由第一方向弯折至第二方向并沿第二方向延伸至第一预定长度后与手部部件连接，所述小臂部件靠近所述手部部件的一端与所述手腕连接部和中间连接部合围成一个缺口朝向所述穿戴件的半包围结构。

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