CN211250057U - 一种机器人手握控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机器人手握控制装置，其特征在于：包括手柄控制器和手臂控制器；所述手柄控制器包括用于感应操作员手腕动作的手柄传感模块、及用于将手腕动作转换成手腕动作信号的手柄控制芯片，手柄传感模块与手柄控制芯片相互通讯连接；所述手臂控制器包括用于感应操作员手臂动作的手臂传感模块和用于将手臂动作转换成手臂动作信号的手臂控制芯片，手臂传感模块与手臂控制芯片相互通讯连接；所述手柄控制芯片和/或手臂控制芯片与仿生机器人上的机器人控制芯片沟通互联；所述手柄控制器上设置有一个以上用于控制仿生机器人移动的控制键，控制键连接手柄控制芯片。本机器人手握控制装置反应灵敏，准确度高，操作简单方便，控制性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体是一种机器人手握控制装置。
背景技术
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一系列动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣；现时市场上的智能仿生小机器人的控制方式普遍使用手柄遥控方式，其一般采用几个或十几个按键组成的遥控手柄，适用于控制机器人底盘的移动、一些已经编辑好的特定动作，单一的重复特定动作等，每一组动作都由按键控制，每一个按键对应一组动作，若想换其它动作又要重新进行编辑，导致操作十分复杂，控制难度大；此外，传统控制器的遥控通讯方式是红外线遥控，该通讯方式容易受干扰或失灵，且红外线遥控的有效操作距离比较短，一般只有100米左右，超出控制范围就不能操作，可见传统控制器不能进行远距离操作。
因此，有必要对现有机器人控制器做进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种机器人手握控制装置，其反应灵敏，准确度高，操作简单方便，控制性能稳定。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种机器人手握控制装置，其特征在于：包括用于控制仿生机器人手腕动作的手柄控制器和用于控制仿生机器人手臂动作的手臂控制器；所述手柄控制器包括用于感应操作员手腕动作的手柄传感模块、及用于将手腕动作转换成手腕动作信号的手柄控制芯片，手柄传感模块与手柄控制芯片相互通讯连接；所述手臂控制器包括用于感应操作员手臂动作的手臂传感模块和用于将手臂动作转换成手臂动作信号的手臂控制芯片，手臂传感模块与手臂控制芯片相互通讯连接；所述手柄控制芯片和/或手臂控制芯片与仿生机器人上的机器人控制芯片沟通互联；所述手柄控制器上设置有一个以上用于控制仿生机器人移动的控制键，控制键连接手柄控制芯片。
所述手柄控制器包括由操作员左手操控的左手柄控制器和由操作员右手操控的右手柄控制器；所述仿生机器人上设置有左移动机构和右移动机构；所述左手柄控制器上的控制键包括用于控制左移动机构前进的左前进键和用于控制左移动机构后退的左后退键；所述右手柄控制器上的控制键包括用于控制右移动机构前进的右前进键和用于控制右移动机构后退的右后退键；同时触动左前进键和右前进键以控制仿生机器人前进；同时触动左后退键和右后退键以控制仿生机器人后退；同时触动左前进键和右后退键以控制机器人右转；同时触动左后退键和右前进键以控制机器人左转。
所述手臂控制器包括佩戴于操作员左手臂上的左手臂控制器、及佩戴于操作员右手臂的右手臂控制器；所述左手柄控制器上的手柄控制芯片通过左手臂控制器上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联；所述右手柄控制器上的手柄控制芯片通过右手臂控制器上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联。
所述手臂控制芯片通过蓝牙、无线路由、4G讯号或5G讯号等通讯方式与机器人控制芯片沟通互联。
所述手柄控制器和/或手臂控制器上设置有供电单元，手柄控制芯片和手臂控制芯片分别与相应的供电单元连接。
所述手柄控制器上设置有用于控制手柄控制芯片通断电的手柄电源开关；和/或，所述手臂控制器上设置有用于控制手臂控制芯片通断电的手臂电源开关。
所述手柄控制器上设置有用于发出激励信息的手柄发射端子，手柄发射端子连接手柄控制芯片；所述手臂控制器上设置有用于接收外部信号的手臂接收端子和用于发出激励信息的手臂发射端子；所述手柄发射端子与手臂接收端子通讯连接，手臂发射端子与机器人控制芯片沟通互联。
所述手臂控制器上设置有复位开关，当手柄传感模块和/或手臂传感模块的位置信号有误时通过复位开关进行内存数据重置。
本实用新型的有益效果如下：
手柄控制器供操作员抓握，手臂控制器佩戴于操作员手臂上；操作时，操作员可随意控制手柄控制器和手臂控制器活动，手柄控制器内的手柄传感模块感应手柄控制器的位置变化、手臂控制器内的手臂传感模块感应手臂控制器的位置变化，再分别通过手柄控制芯片和手臂控制芯片，分别将手腕动作信号和手臂动作信号发送到仿生机器人上，仿生机器人随即根据接收到的手腕工作信号和手臂动作信号做出相应的动作；本控制装置的控制方式准确度高，同步效果好，而且直接通过感应操作员的动作即可对仿生机器人实施操控，其可以更接近的模拟操作员做出更多动作，而且无需另外学习操控方法，操作简单方便，上手即用；此外，通过手柄控制器上不同控制键的简单组合还可以控制机器人移动，即机器人可以边移动边完成手臂动作。本机器人手握控制装置比市场上现有的遥控器操作更加灵活，操作员可通过动作随意操孔机器人，所有动作都不需要编程，不用设置密密麻麻的按键，不用学习相关的操控方法，操作十分容易，不同年龄用户都可以随意操作机器人。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置的佩戴示意图。
图2为本实用新型一实施例中仿生机器人的示意图。
图3为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置的示意图。
图4为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置前进控制的示意图。
图5为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置后退控制的示意图。
图6为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置右转控制的示意图。
图7为本实用新型一实施例中机器人手握控制装置左转控制的示意图。
图8为本实用新型一实施例中右手柄控制器的爆炸图。
图9为本实用新型一实施例中右手臂控制器的爆炸图。
图10为本实用新型一实施例中仿生机器人的前进控制示意图。
图11为本实用新型一实施例中仿生机器人的后退控制示意图。
图12为本实用新型一实施例中仿生机器人的右转控制示意图。
图13为本实用新型一实施例中仿生机器人的左转控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
参见图1-图13，本机器人手握控制装置，包括用于控制仿生机器人A手腕动作的手柄控制器和用于控制仿生机器人A手臂动作的手臂控制器；手柄控制器包括用于感应操作员手腕动作的手柄传感模块、及用于将手腕动作转换成手腕动作信号的手柄控制芯片，手柄传感模块与手柄控制芯片通过线材相互通讯连接；手臂控制器包括用于感应操作员手臂动作的手臂传感模块和用于将手臂动作转换成手臂动作信号的手臂控制芯片，手臂传感模块与手臂控制芯片通过线材相互通讯连接；手柄控制芯片和/或手臂控制芯片与仿生机器人A上的机器人控制芯片沟通互联；手柄控制器上设置有一个以上用于控制仿生机器人A移动的控制键，控制键连接手柄控制芯片，手柄控制芯片处理触动控制键时产生的指令信号。操作员需要控制仿生机器人A时，只要佩戴好本机器人手握控制装置（握住手柄控制器，手臂控制器佩戴于操作员手臂上），手柄控制器和手臂控制器随手部活动，控制器根据自身活动位置的变化生成相应的动作信号并将动作信号发送至机器人控制芯片上，机器人控制芯片随即根据相关动作信号同步控制仿生机器人的手部做出相应的动作；此外，通过组合式触动控制键可同时控制仿生机器人A移动；本控制装置采用传感模块（手柄传感模块和手臂传感模块）感应动作可保证操作员与仿生机器人A的动作同步性和角度准确性，而且仿生机器人A不需要编程就能做出操作员想要的动作，还可以随意更改动作，操作起来更方便，更有趣味性。
作为具体实施方案：手柄控制器包括由操作员左手操控的左手柄控制器1和由操作员右手操控的右手柄控制器2，使操作员的左手可控制仿生机器人A的机械左手腕、右手可控制仿生机器人A的机械右手腕，具体是操作员的左手握住左手柄控制器1、右手握住右手柄控制器2；仿生机器人A上设置有左移动机构A1和右移动机构A2；左手柄控制器1上的控制键包括用于控制左移动机构A1前进的左前进键101和用于控制左移动机构A1后退的左后退键102；右手柄控制器2上的控制键包括用于控制右移动机构A2前进的右前进键201和用于控制右移动机构A2后退的右后退键202；参见图10，同时触动左前进键101和右前进键201以控制仿生机器人A前进；参见图11，同时触动左后退键102和右后退键202以控制仿生机器人A后退；参见图12，同时触动左前进键101和右后退键202以控制机器人右转；参见图13，同时触动左后退键102和右前进键201以控制机器人左转。
进一步地，手臂控制器包括佩戴于操作员左手臂上的左手臂控制器3、及佩戴于操作员右手臂的右手臂控制器4，使操作员的左手可控制仿生机器人A的机械左手臂、右手可控制仿生机器人A的机械右手臂；左手臂控制器3与左手柄控制器1配套且通过相应的通讯线5相互通讯连接，右手臂控制器4与右手柄控制器2配套且通过相应的通讯线5相互通讯连接；左手柄控制器1上的手柄控制芯片通过左手臂控制器3上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联；右手柄控制器2上的手柄控制芯片通过右手臂控制器4上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联。
进一步地，手臂控制芯片通过蓝牙、无线路由、4G讯号或5G讯号等通讯方式与机器人控制芯片沟通互联，所以控制不受距离限制，可实现远程操控。
进一步地，左手柄控制器1与右手柄控制器2的结构一致，下面以右手柄控制器2为例做进一步说明；左手臂控制器3与右手臂控制器4的结构一致，下面以右手臂控制器4为例做进一步说明：
右手柄控制器2（左手柄控制器1）上设置有手柄供电单元206，右手柄控制器2（左手柄控制器1）上的手柄控制芯片203电连接手柄供电单元206；右手臂控制器4（左手臂控制器3）上设置有手臂供电单元407，右手臂控制器4（左手臂控制3）上的手臂控制芯片408电连接手臂供电单元107；手柄供电单元206和手臂供电单元407可以是可充电锂电池或蓄电池，为本控制装置的工作使用提供必需的电能。
右手柄控制器2（左手柄控制器1）上设置有用于控制手柄控制芯片203通断电的手柄电源开关205；右手臂控制器4（左手臂控制器3）上设置有用于控制手臂控制芯片408通断电的手臂电源开关404。
右手柄控制器2（左手柄控制器1）上设置有用于发出激励信息的手柄发射端子207，手柄发射端子207有线连接手柄控制芯片203；右手臂控制器4（左手臂控制器3）上设置有用于接收外部信号的手臂接收端子409和用于发出激励信息的手臂发射端子403，手臂接收端子409和手臂发射端子403分别与手臂控制芯片408连接；手柄发射端子207与手臂接收端子409通过通讯线5相互通讯连接，手臂发射端子403与机器人控制芯片沟通互联。
右手臂控制器4（左手臂控制器3）上设置有复位开关406，复位开关406与手臂控制芯片408连接，当手柄传感模块和/或手臂传感模块的位置信号有误时通过复位开关406进行内存数据重置。
右手柄控制器2（左手柄控制器1）包括相互配合装配的手柄壳体一204和手柄壳体二208，手柄壳体一204与手柄壳体二208共同装配形成有用于容纳手柄控制芯片203、手柄电源开关205、手柄供电单元206和手柄发射端子207的腔室；右前进键201和右后退键202分别设置于手柄壳体二208上，且分别连接手柄控制芯片203；手柄壳体一204和手柄壳体二208分别采用树脂材料制成，所以右手柄控制器2（左手柄控制器1）整体十分轻便，长时间使用不会有累感且使用方便。
右手臂控制器4（左手臂控制器3）包括相互配合装配的手臂壳体一402和手臂壳体二410，手臂壳体一402与手臂壳体二410共同装配形成有用于容纳手臂控制芯片408、手臂电源开关404、手臂供电单元407和手臂发射端子403、手臂接收端子409的腔室；此外，还设置有分别连接手臂控制芯片408的指示灯401和充电端子405，指示灯401包括用于判断是否通电的电源信号灯和用于判断是否进行信号连接的通讯信号灯；手臂壳体一402和手臂壳体二410分别采用树脂材料制成，所以右手臂控制器4（左手臂控制器3）整体十分轻便，长时间使用不会有累感且使用方便；手臂控制芯片408主要处理操作员身上的手柄传感模块203和手臂传感模块408的空间三维坐标，经过计算向仿生机器人A上的电机或舵机发出激励信号，从而使仿生机器人模仿操作员做出相应的动作。
上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种机器人手握控制装置，其特征在于：包括用于控制仿生机器人（A）手腕动作的手柄控制器和用于控制仿生机器人（A）手臂动作的手臂控制器；所述手柄控制器包括用于感应操作员手腕动作的手柄传感模块、及用于将手腕动作转换成手腕动作信号的手柄控制芯片，手柄传感模块与手柄控制芯片相互通讯连接；所述手臂控制器包括用于感应操作员手臂动作的手臂传感模块和用于将手臂动作转换成手臂动作信号的手臂控制芯片，手臂传感模块与手臂控制芯片相互通讯连接；所述手柄控制芯片和/或手臂控制芯片与仿生机器人（A）上的机器人控制芯片沟通互联；所述手柄控制器上设置有一个以上用于控制仿生机器人（A）移动的控制键，控制键连接手柄控制芯片。
2.根据权利要求1所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手柄控制器包括由操作员左手操控的左手柄控制器（1）和由操作员右手操控的右手柄控制器（2）；所述仿生机器人（A）上设置有左移动机构（A1）和右移动机构（A2）；所述左手柄控制器（1）上的控制键包括用于控制左移动机构（A1）前进的左前进键（101）和用于控制左移动机构（A1）后退的左后退键（102）；所述右手柄控制器（2）上的控制键包括用于控制右移动机构（A2）前进的右前进键（201）和用于控制右移动机构（A2）后退的右后退键（202）。
3.根据权利要求2所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手臂控制器包括佩戴于操作员左手臂上的左手臂控制器（3）、及佩戴于操作员右手臂的右手臂控制器（4）；所述左手柄控制器（1）上的手柄控制芯片通过左手臂控制器（3）上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联；所述右手柄控制器（2）上的手柄控制芯片通过右手臂控制器（4）上的手臂控制芯片与机器人控制芯片沟通互联。
4.根据权利要求3所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手臂控制芯片通过蓝牙、无线路由、4G讯号或5G讯号与机器人控制芯片沟通互联。
5.根据权利要求1所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手柄控制器和/或手臂控制器上设置有供电单元，手柄控制芯片和手臂控制芯片分别与相应的供电单元连接。
6.根据权利要求5所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手柄控制器上设置有用于控制手柄控制芯片通断电的手柄电源开关；和/或，所述手臂控制器上设置有用于控制手臂控制芯片通断电的手臂电源开关。
7.根据权利要求1所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手柄控制器上设置有用于发出激励信息的手柄发射端子，手柄发射端子连接手柄控制芯片；所述手臂控制器上设置有用于接收外部信号的手臂接收端子和用于发出激励信息的手臂发射端子；所述手柄发射端子与手臂接收端子通讯连接，手臂发射端子与机器人控制芯片沟通互联。
8.根据权利要求1所述机器人手握控制装置，其特征在于：所述手臂控制器上设置有复位开关，当手柄传感模块和/或手臂传感模块的位置信号有误时通过复位开关进行内存数据重置。
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| CN110744571A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-02-04 | 路邦科技授权有限公司 | 一种机器人手握控制装置 |
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