一种语音控制的机械臂拾取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种语音控制的机械臂拾取装置，包括机械臂、运动系统和供电模块，还包括设置于机械臂和运动系统之间的控制系统，所述控制系统包括语音信号采集模块、语音信号处理模块、控制模块、第一摄像头；所述运动系统包括平板、电机驱动模块、轮子和第二摄像头；所述机械臂设置于平板上方，所述第一摄像头设置于机械臂顶端，所述第二摄像头设置于平板前方，所述语音信号采集模块电连接语音信号处理模块，所述控制模块分别与第一摄像头和第二摄像头双向电连接，所述控制模块分别电连接语音信号处理模块、机械臂和电机驱动模块。该装置由语音控制，操作简单，相对机器人简化了装置和工作流程。

【技术实现步骤摘要】
一种语音控制的机械臂拾取装置
本技术涉及语音机械控制领域，具体涉及一种语音控制的机械臂拾取装置。
技术介绍
当前工业机器人的应用已经覆盖在工业现场的方方面面，机器人也逐渐走向日常家庭生活，但目前家庭机器人功能相对单一，而指令多为利用触摸屏进行控制，但这种控制的缺点在于普及性不高，对知识水平以及使用年龄有一定的限制。同时目前家用机器人大多价格昂贵，操作复杂。本技术专利利用语音信号对目标对象的语音进行采集将采集到的信号进行识别并且分析，将分析结果进行处理并输出至机器人控制系统，采用工业现场常用的机械臂，将其小型化并减少相对应自由度，使得机械臂制作成本降低，更适用于家庭及医疗护理情况下的实际需求。利用六自由度机器人手臂为例对物体进行拾取，拾取过程中对拾取目标进行范围检测，在工作范围内的目标对象利用机器人手臂前段装置摄像头传输回信号，再以机器人本体的世界坐标系为原坐标系，产生目标对象的世界坐标，规划出机器人手臂行进轨迹，并将轨迹规划输入至机器人手臂控制端，实现拾取物体的功能。对于传统的家用机器人只能进行对话或者只能通过操作屏进行控制不同，该技术在结合了传统家用机器人物体拾取的功能以及语音控制的功能，同时运用机器人手臂这种相对简单的机器装置，降低了成本，简化了工作流程。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种语音控制的机械臂拾取装置，包括机械臂、运动系统和供电模块，还包括设置于机械臂和运动系统之间的控制系统，所述控制系统包括语音信号采集模块、语音信号处理模块、控制模块、第一摄像头；所述运动系统包括平板、电机驱动模块、轮子和第二摄像头；所述机械臂设置于平板上方，所述第一摄像头设置于机械臂顶端，所述第二摄像头设置于平板前方，所述语音信号采集模块电连接语音信号处理模块，所述控制模块分别与第一摄像头和第二摄像头双向电连接，所述控制模块分别电连接语音信号处理模块、机械臂和电机驱动模块；进一步的，所述语音信号采集模块1芯片型号为MAX9812L。进一步的，所述语音信号处理模块芯片型号为TMS320VC5402。进一步的，所述控制模块芯片型号为STM32F103ZET6。进一步的，所述供电模块包括降压模块和电源转换器，用于对整个装置进行供电，维持其正常工作。本技术具有下述优点：1、本技术进一步提高了其方便性，使用语音控制机械臂，不需要自己去拾取物件。2、本技术稳定性好，相对传统机器人体积小，能更好的应用于家具和医疗方面。3、本技术运用机器人手臂这种相对简单的机器装置，降低了成本，简化了工作流程。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例和技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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为本技术实施例的结构框图；图2为本技术实施例的流程图；图中：1、语音信号采集模块；2、语音信号处理模块；3机械臂控制系统；4、第一摄像头；5、机械臂；6、第二摄像头；7、电机驱动模块；8、轮子具体实施方式下面附图对本技术的优选实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示，本技术公开了一种语音控制的机械臂拾取装置，包括机械臂5、运动系统和供电模块，还包括设置于机械臂5和运动系统之间的控制系统，控制系统包括语音信号采集模块1、语音信号处理模块2、控制模块3、第一摄像头4；运动系统包括平板、电机驱动模块7、轮子8和第二摄像头6；所述机械臂5设置于平板上方，第一摄像头4设置于机械臂5顶端，第二摄像头6设置于平板前方，语音信号采集模块1电连接语音信号处理模块2，控制模块3分别与第一摄像头4和第二摄像头6双向电连接，同时，控制模块3分别电连接语音信号处理模块2、机械臂5和电机驱动模块7；语音信号采集模块1芯片型号为MAX9812L，语音信号处理模块2芯片型号为TMS320VC5402，控制模块3芯片型号为STM32F103ZET6；供电模块由MP1584EN降压模块与220V转12V电源转换器组成，用于对整个装置进行供电，维持其正常工作；电机驱动模块7用于驱动轮子8运动，使得整个装置能够在语音控制下移动。第一摄像头4用于确定目标的位置，第二摄像头6用于检测路径和避障，这样两个摄像头的使用不仅扩大了使用范围，也避免了芯片在一张图片上分析处理多个物体信息所造成的负担。本技术的具体工作过程如下：语音信号采集模块1将目标对象所发出的语音进行采集，同时将所采集语音信号传输至语音信号处理模块2输入端，在语音信号处理模块2中对语音信号进行识别，预先在语音信号处理芯片中预设相关口令。当符合对应口令时将不同信号传输至控制模块3输入端，若不符合则通过语音处理信号反馈信号至语音采集信号输入端，输出无效信号，当信号传输至控制模块3输入端时，对采集信号进行处理，处理后将信号传输至第一摄像头4，第一摄像头4对范围内物体进行检索并将位置反馈回控制模块3输入端，控制模块3处理后控制机械臂5进行物体拾取。机械臂5设置于平板上方，平板下方设有电机驱动模块7和轮子8，平板前方安装有第二摄像头6，第一摄像头4在工作范围内未检测到物体时返回信号输入至控制模块3，控制模块3输出信号至电机驱动模块7，驱动轮子8运动，同时第二摄像头6对正方向实时检测避障，并返回信号至控制模块3实现机械臂5移动至更大范围搜索物体。在语音信号处理模块2中，外部输入的模拟语音信号，经由采样后保存在外扩存储器存储空间中，然后这些存储的数字语音信号经过DSP带缓冲串口MCBSP2读入DSP，经过FIR数字低通滤波器滤除语音信号中高频部分及其它噪声，最后对这些语音信号进行FFT变换。将得到的数据在语音信号处理芯片中对信号进行对比，不符合条件额语音信号反馈回语音信号采集端进行模糊识别，符合输出条件的信号传输至控制模块3中，控制模块3接收到的信号为对应目标物体的代码信号，将此信号进行处理并保存在控制芯片中，同时第一摄像头4开始工作：首先确定第一摄像头4的工作范围，然后对工作范围内的目标物体进行检测；1、若不在采集信号范围则反馈输出警告信号，在检测范围内时将检测到物体图像运用matlab进行处理，得到对应代码信号与语音信号传输代码进行对比，一致时控制模块3将对应代码进行处理，在控制模块3芯片中规划运动轨迹，并将运动轨迹传输至机械臂5，使得机械臂5按施画轨迹进行运动，实现对物体的拾取；2、如果在采集信号范围内，则将位置信息传输给控制模块3，控制模块3控制机械臂5对目标进行拾取。以上所述仅为本技术的优选实施方式，对于本领域的技术人员而言，在不脱离本技术的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种语音控制的机械臂拾取装置，包括机械臂(5)、运动系统和供电模块，其特征在于：还包括设置于机械臂(5)和运动系统之间的控制系统，所述控制系统包括语音信号采集模块(1)、语音信号处理模块(2)、控制模块(3)、第一摄像头(4)；所述运动系统包括平板、电机驱动模块(7)、轮子(8)和第二摄像头(6)；所述机械臂(5)设置于平板上方，所述第一摄像头(4)设置于机械臂(5)顶端，所述第二摄像头(6)设置于平板前方，所述语音信号采集模块(1)电连接语音信号处理模块(2)，所述控制模块(3)分别与第一摄像头(4)和第二摄像头(6)双向电连接，所述控制模块(3)分别电连接语音信号处理模块(2)、机械臂(5)和电机驱动模块(7)。

【技术特征摘要】
1.一种语音控制的机械臂拾取装置，包括机械臂(5)、运动系统和供电模块，其特征在于：还包括设置于机械臂(5)和运动系统之间的控制系统，所述控制系统包括语音信号采集模块(1)、语音信号处理模块(2)、控制模块(3)、第一摄像头(4)；所述运动系统包括平板、电机驱动模块(7)、轮子(8)和第二摄像头(6)；所述机械臂(5)设置于平板上方，所述第一摄像头(4)设置于机械臂(5)顶端，所述第二摄像头(6)设置于平板前方，所述语音信号采集模块(1)电连接语音信号处理模块(2)，所述控制模块(3)分别与第一摄像头(4)和第二摄像头(6)双向电连接，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：康骏，郑睿，余桐，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34