一种智能机器人系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开的一种智能机器人系统，包括系统控制中心、头部表情控制子系统、左臂伺服控制子系统、右臂伺服控制子系统、身体伺服控制子系统、运动控制子系统、电源控制子系统和人机交互子系统。为机器人设置开始状态、注册状态、登录状态、未登录状态、充电状态、学习状态、工作状态、升级状态、待机状态、安防状态、学习状态、升级状态、异常状态和关机状态。本发明专利技术的智能机器人系统及其工作方法，模拟了人类的生命周期，采用独立系统控制模块来贯穿机器人的整个生命周期，为智能机器人进行更智能化的学习和应用提供了一个基础平台，促进了机器人的智能化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种智能机器人系统及其工作方法
本专利技术涉及机器人
，具体是一种智能机器人系统及其工作方法。
技术介绍
智能机器人作为一种包含相当多学科知识的技术，几乎是伴随着人工智能所产生的。而智能机器人在当今社会变得越来越重要，越来越多的领域和岗位都需要智能机器人参与，这使得智能机器人的研究也越来越深入。通常人类有自己的生命周期，一个自然人出生后，需要登记，在成长过程中需要补充能量，累了要休息，不断地学习新知识，成人后要工作，积累一定的知识和经验后并做出了成绩后升迁，有时候也会生病，衰老最终走向死亡。作为模仿人类的机器人也不例外，理应有自己的生命周期。传统的工业用机器人技术通常会采用些允许或禁止机器人工作的使能装置来机械地控制与各便携操作盘对应的机器人及其驱动电源的接通和切断。然而，这些传统的工业用机器人技术并没有系统地从生命周期的角度来考虑机器人的生存过程，无法满足当前智能化机器人的需求。比如：传统的工业用机器人没有考虑到，机器人需要不断地学习，升级，有时候并不需要完全断电仅仅低功耗电池供电运行即可，等等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种智能机器人系统及其工作方法，该系统及其工作方法模拟人类的生命周期，为智能机器人进行更智能化的学习和应用提供了一个基础平台。本专利技术公开的一种智能机器人系统，包括系统控制中心、头部表情控制子系统、左臂伺服控制子系统、右臂伺服控制子系统、身体伺服控制子系统、运动控制子系统、电源控制子系统和人机交互子系统；所述系统控制中心管理和同步所有子系统的状态；所述头部表情控制子系统负责展示各种表情，同时也管理机器人的传感器；所述左臂伺服控制子系统控制左臂各关节的电机，完成相应的左臂动作；所述右臂伺服控制子系统控制右臂各关节的电机，完成相应的右臂动作；所述身体伺服控制子系统控制身体各关节的电机，完成相应的身体动作；所述运动控制子系统控制进行运动规划、避障，形成一系列行动序列；所述电源控制子系统给所有子系统的供电，完成充放电；所述人机交互子系统负责与人类交互。所述传感器包括听觉、视觉、嗅觉、环境传感器之中的一个或多个。上述系统的工作方法，包括以下步骤的部分或者全部：1）为机器人设定状态，包括正常状态、异常状态和关机状态，所述正常状态包括开始状态、注册状态、登录状态、未登录状态、充电状态、学习状态、工作状态、升级状态、待机状态、安防状态、学习状态、升级状态；2）系统进入开始状态，各子系统初始化；3）检测各子系统是否注册过，如已注册，进入登录状态，如未注册，进入注册状态，然后再进入登登录状态；4）各子系统登录成功，进入工作状态，未登录成功，进入未登录状态，尝试重新登录；5）系统处于工作状态，电源充电，各子系统进入充电状态；6）电源退出充电，各子系统恢复工作状态；7）系统接到待机指令，通知各子系统进入待机状态；系统接到唤醒指令，通知各子系统恢复工作状态；8）系统发接到防指令，通知各子系统进入安防状态；系统接到出退出安防指令，通知各子系统恢复工作状态；9）系统接到学习指令，通知各子系统进入学习状态；学习结束，各子系统恢复工作状态；10）系统接到升级指令，各子系统进入升级状态；升级结束，各子系统恢复工作状态，对所升级部分重启；11）无论系统处于何种状态，系统接到关机或或电源关机通知，通知各子系统进入关机状态，向电源子系统发送断电指令；12）系统处于正常状态时，若控制中心或某子系统出现异常，系统进入异常状态，异常解除，恢复正常状态；如在异常状态下，系统接到关机指令或电源关机通知，通知各子系统进入关机状态，向电源子系统发送断电指令。本专利技术的智能机器人系统及其工作方法，模拟了人类的生命周期，采用独立系统控制模块来贯穿机器人的整个生命周期，为智能机器人进行更智能化的学习和应用提供了一个基础平台，促进了机器人的智能化程度。附图说明图1是本专利技术的智能机器人系统的结构框图；图2是本专利技术的智能机器人系统的正常状态示意图；图3是本专利技术的的智能机器人系统的异常状态示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术提出的一种智能机器人系统及其工作方法进行详细说明。如图1所示，智能机器人系统，包括系统控制中心24、头部表情控制子系统19、左臂伺服控制子系统17、右臂伺服控制子系统18、身体伺服控制子系统21、运动控制子系统23、电源控制子系统20和人机交互子系统22。系统控制中心24管理和同步所有子系统的状态。头部表情控制子系统19负责展示各种表情，同时也管理机器人的传感器，包括听觉、视觉、嗅觉传感器以及湿度、温度、PM2.5等环境传感器。左臂伺服控制子系统17控制左臂各关节的电机，完成相应的左臂动作。右臂伺服控制子系统18控制右臂各关节的电机，完成相应的右臂动作。身体伺服控制子系统控制身体各关节的电机，完成相应的身体动作，比如点头、弯腰，移动等。运动控制子系统23控制进行运动规划、避障，形成一系列行动序列，通知各伺服子系统完成某个动作或任务。电源控制子系统20给所有子系统的供电，完成充放电。人机交互子系统22负责与人类交互，比如理解人类的语言，并作出回应，语言不局限于口头语言也包括肢体语言等。各子系统与系统控制中心是通过CAN总线25通信，当然，连接方式也不限于CAN总线。每个子系统运行在有独立的CPUPCB板上，会根据每个子系统的实际情况选择不同的芯片，例如：MCU、DSP、ARM等。系统控制中心可以独立运行在一个PCB板上，也可以与某个子系统共同运行在某个PCB板上。每个子系统都定义唯一的模块ID，发送接收消息是需要指定目的模块ID、原模块ID、优先级、消息类型、消息长度、消息数据等，比如：通知各子系统进入待机状态，目的模块ID为各控制子系统系统控制模块ID，原模块ID为系统控制中心模块ID，优先级为中，消息类型为睡眠指令，消息长度为3个字节（睡眠指令，消息长度，睡眠方式各占一个字节），消息数据为睡眠方式，是深度还是浅度。系统控制有限状态机开发过程涉及：（1）发生的事件；（2）当前状态；（3）决定执行的动作；（4）设置下一个状态。当前状态，接收到一个事件，对该事件进行处理，即执行某个动作，执行完动作后，并设置当前状态为下一个状态，如此周而复始地基于事件进行驱动。比如：待机过程的实现，当前状态为工作状态，这时接收到一个待机事件（待机指令），执行动作（通知各子系统进入待机状态），并设置下一个状态（当前状态改为休眠状态）。正常状态的变迁具体如图2所示，图中包括开始状态1、注册状态3、登录状态4、未登录状态5、充电状态12、学习状态13、工作状态8、升级状态6、待机状态14、安防状态7、关机状态11。开始状态1是指开机时机器人所处的状态；注册状态3及登录状态4完成了该机器人向服务器的注册及登录；充电状态12指当前机器人正在充电；学习状态13说明机器人正在学习一些技能，比如一些动作序列等；工作状态8表明机器人正在工作，狭义上是指完成人类交代的一些任务，广义上是指苏醒状态，可以从事娱乐，教育等；升级状态6是对机器人软件进行升级的一种状态；待机状态14机器人正在休眠；安防状态7是指在执行安防任务所处于的一种特殊的待机状态；关机状态11说明该机器人已经关机了。工作状态8有两个子状态：空闲状态9和忙于某项任务状态10。工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能机器人系统，其特征在于：包括系统控制中心、头部表情控制子系统、左臂伺服控制子系统、右臂伺服控制子系统、身体伺服控制子系统、运动控制子系统、电源控制子系统和人机交互子系统；所述系统控制中心管理和同步所有子系统的状态；所述头部表情控制子系统负责展示各种表情，同时也管理机器人的传感器；所述左臂伺服控制子系统控制左臂各关节的电机，完成相应的左臂动作；所述右臂伺服控制子系统控制右臂各关节的电机，完成相应的右臂动作；所述身体伺服控制子系统控制身体各关节的电机，完成相应的身体动作；所述运动控制子系统控制进行运动规划、避障，形成一系列行动序列；所述电源控制子系统给所有子系统的供电，完成充放电；所述人机交互子系统负责与人类交互。

【技术特征摘要】
1.一种智能机器人系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤的部分或者全部：1）为机器人设定状态，包括正常状态、异常状态和关机状态，所述正常状态包括开始状态、注册状态、登录状态、未登录状态、充电状态、学习状态、工作状态、升级状态、待机状态、安防状态、学习状态、升级状态；2）系统进入开始状态，各子系统初始化；3）检测各子系统是否注册过，如已注册，进入登录状态，如未注册，进入注册状态，然后再进入登登录状态；4）各子系统登录成功，进入工作状态，未登录成功，进入未登录状态，尝试重新登录；5）系统处于工作状态，电源充电，各子系统进入充电状态；6）电源退出充电，各子系统恢复工作状态；7）系统接到待机指令，通知各子系统进入待机状态；系统接到唤醒指令，通知各子系统恢复工作状态；8）系统发接到防指令，通知各子系统进入安防状态；系统接到出退出安防指令，通知各子系统恢复工作状态；9）系统接到学习指令，通知各子系统进入学习状态；学习结束，各子系统恢复工作状态；10）系统接到升级指令，各子系统进入升级状态；升级结束，各子系统恢复工作状态，对所升...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，王磊，曹步飞，高晋文，刘波，李庭亮，
申请(专利权)人：南京阿凡达机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32