一种智能舞蹈机器人的控制电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能舞蹈机器人的控制电路，用于控制舞蹈机器人关节电机运转，包括：传感器系统；电机驱动电路；控制系统；语音识别系统；其中，控制系统内具有学习模式和工作模式。本发明专利技术的智能舞蹈机器人的控制电路，通过传感器系统的设置就可以有效的采集到机器人的关节动作状态，通过电机驱动电路的设置就可以有效的驱动机器人电机运转使得机器人摆动相应的动作了，通过语音识别系统的设置，就可以实现语音的识别，最后通过控制系统的设置，就可以有效的提供机器人舞蹈的控制以及学习了，相比于现有技术的舞蹈机器人，娱乐性更强，使用范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种智能舞蹈机器人的控制电路及控制方法
本专利技术涉及一种舞蹈机器人，更具体的说是涉及一种智能舞蹈机器人的控制电路及控制方法。
技术介绍
随着社会的进步和生活水平的不断提高，人们对传统的娱乐方式产生了厌倦，对娱乐也有了新的认识和更高的追求。为了满足人们的需求，人形机器人特别是会跳舞的人形机器人成为了机器人领域的研究热点之一。会跳舞的机器人它不仅可以填补老人们的空虚与无聊，更满足了青年和儿童的好奇心，同时也能激发他们对新科技的认识和再创造。现代的人形机器人是一种智能化机器人，在机器的各活动关节配置有多达十几个伺服器，具有多个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。它还配以设计优良的控制系统，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。市面上或是已经研究出的人形机器人能随音乐起舞、行走、起卧、武术表演、翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作，但是上述机器人的各种动作都是事先利用程序装入到机器人内的，因而机器人在跳舞的过程中，只能够不断的重复预先装入到机器人内部的舞蹈动作，不能够实现一个学习舞蹈的效果，因而每一款机器人只能够实现跳几种舞蹈，且不能够进行改变，这样一方面大大的降低了舞蹈机器人的娱乐性，另一方面也局限了舞蹈机器人的使用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有自主学习能力的智能舞蹈机器人的控制电路及控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种智能舞蹈机器人的控制电路，用于控制舞蹈机器人关节电机运转，其特征在于：包括：传感器系统，设置在外部机器人关节的位置上，用于检测机器人关节的位置信息，其中，传感器系统包括数据处理器、发射器和接收器，所述发射器和接收器分别设置在机器人关节的两个臂上，并均与数据处理器耦接，所述发射器发射出信号，接收器接收信号，当接收器接收到发射器发射出的信号时，数据处理器输出感应信号；电机驱动电路，耦接于外部机器人电机，用以驱动机器人电机运转；控制系统，耦接于传感器系统，还耦接于电机驱动电路，用于接收数据处理器输出的感应信号，并发出电机驱动信号到电机驱动电路；语音识别系统，耦接于控制系统，用于采集外界的声音信号，并将声音信号转换成语言信号后输入到控制系统内；其中，控制系统内具有学习模式和工作模式，当控制系统处于学习模式时，控制系统同时接收传感器系统输出的感应信号和语音识别系统输出的输出的语言信号，将此时刻的感应信号和语音信号打包为一组，作为电机驱动信号进行存储，将多个时刻的电机驱动信号按照时刻顺序整合，形成一段时间的舞蹈信号，当控制系统处于工作模式时，语音识别系统采集外界的声音信号转换成语音信号输入到控制系统内，控制系统根据舞蹈信号内语音信号对应的感应信号，输出驱动信号到电机驱动电路，驱动电机旋转带动机器人关节调整到感应信号对应的位置上。作为本专利技术的进一步改进，所述控制系统包括：主控电路，该主控电路包括单片机U3，该单片机U3具有复位引脚、振荡输入引脚和多个I/O引脚，所述复位引脚耦接有电阻R17后接地，还耦接有电容后耦接于电源，所述电容并联有复位按钮KB1，所述振荡输入引脚具有两个，分别耦接有电容C2和电容C3后接地，且两个振荡输入引脚之间还耦接有晶振XTAL1，所述I/O引脚用于与传感器系统、电机驱动电路和语音识别系统通信；隔离电路，该隔离电路包括输入隔离电路和输出隔离电路，所述输入隔离电路耦接于单片机U3的I/O引脚和语音识别系统之间，所述输出隔离电路耦接于单片机U3的I/O引脚和电机驱动电路之间，所述输入隔离电路和输出隔离电路均包括多个电阻、多个发光二极管和多个光耦继电器，其中，一个电阻、一个发光二极管和一个光耦继电器相互串联成一组隔离组，一组隔离组对应单片机U3的一个I/O引连接；寄存电路，该寄存电路耦接于单片机U3的I/O引脚与输出隔离电路之间，寄存电路包括寄存器U1和寄存器U2，所述寄存器U1和寄存器U2均具有输出开放引脚、输入锁存引脚、移位清零引脚、移位时钟引脚和串型数据输入引脚，所述寄存器U1和寄存器U2的输出开放引脚均接地，所述寄存器U1的输入锁存引脚与寄存器U2的输入锁存引脚耦接后与单片机U3的一个I/O引脚耦接，所述寄存器U1的移位清零引脚和寄存器U2的移位清零引脚均接电源，所述寄存器U1的移位时钟引脚和寄存器U2的移位时钟引脚相互耦接后与单片机U3的一个I/O引脚耦接，所述寄存器u1的串型数据输入引脚和寄存器U2的串型数据输入引脚分别与单片机U3的两个I/O引脚耦接。作为本专利技术的进一步改进，所述电机驱动电路包括：多个正反转电路，所述多个正反转电路一一对应耦接于控制系统与外部机器人电机，该多个正反转电路均包括正转电路和反转电路，所述正转电路和反转电路均包括三极管Q1、二极管D1和继电器K1，所述三极管Q1的基极耦接于控制系统，发射极接地，集电极耦接于二极管D1的阳极，所述继电器K1包括线圈部分和开关部分，所述二极管D1与线圈部分相互并联，所述开关部分一端耦接于电源，另一端耦接于电机后接地，其中继电器K1为固态继电器，线圈部分为输入电路，开关部分为输出电路。作为本专利技术的进一步改进，所述语音识别系统包括单片机、语音芯片、串行芯片、麦克风输入电路以及DAC电路，所述单片机为51单片机，其上具有多个输入输出接口，所述语音芯片上具有输入引脚和输出引脚，所述单片机上的输入输出接口与语音芯片的输出引脚和输入引脚耦接，所述串行芯片与单片机的输入输出接口耦接，所述串行芯片与控制系统通信连接，以接收控制系统发出的指令和向控制系统发送反馈指令，所述麦克风输入电路耦接于外部麦克风与语音芯片的输入引脚之间，以将语音信号滤波后输入到语音芯片内，所述DAC电路耦接于外部扬声器与语音芯片的输出引脚之间，以将语音芯片输出的数字信号转变成语音信号后输出到外部扬声器内，使扬声器发声。作为本专利技术的进一步改进，所述麦克风输入电路包括滤波电容组和滤波电阻组，所述滤波电容组包括电容CM1、电容CM11、电容CM13、电容CM9和电容CM6，所述滤波电阻组包括电阻RM1、电阻RM4、电阻RM5、电阻RM6以及电阻RM8，所述电容CM11和电容CM13的一端均与外部麦克风耦接，另一端均与语音芯片的输入引脚耦接，所述电容CM1的一端耦接于电源低位端，另一端耦接于电阻RM1后耦接于语音芯片的输入引脚，还耦接于电阻RM4后耦接于外部麦克风，所述电阻RM8的一端耦接于电源低位端，另一端耦接于外部麦克风，所述电容CM11相对于外部麦克风的另一端耦接于电阻RM5后耦接于语音芯片的输入引脚，所述电容CM13相对于外部麦克风的另一端耦接于电阻RM6后耦接于电阻RM5与语音芯片的输入引脚之间，所述电容CM9于电容CM6相互并联，其并联的一端耦接于电源低位端，另一端耦接于电阻RM5与语音芯片的输入引脚之间。作为本专利技术的进一步改进，所述DAC电路包括运算放大器UY2和变阻器RY9，所述运算放大器UY2的同相输入端耦接有电容C23后耦接于变阻器RY9活动端，所述变阻器RY9的一端耦接于语音芯片的输出引脚，另一端耦接有电阻R10后耦接于语音芯片的输出引脚，所述变阻器RY9与语音芯片的输出引脚之间还并联有电容C25，所述运算放大器UY2的反向输入端耦接有电容C26后接电源低位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能舞蹈机器人的控制电路，用于控制舞蹈机器人关节电机运转，其特征在于：包括：传感器系统(1)，设置在外部机器人关节的位置上，用于检测机器人关节的位置信息，其中，传感器系统(1)包括数据处理器(13)、发射器(11)和接收器(12)，所述发射器(11)和接收器(12)分别设置在机器人关节的两个臂上，并均与数据处理器(13)耦接，所述发射器(11)发射出信号，接收器(12)接收信号，当接收器(12)接收到发射器(11)发射出的信号时，数据处理器(13)输出感应信号；电机驱动电路(2)，耦接于外部机器人电机，用以驱动机器人电机运转；控制系统(3)，耦接于传感器系统(1)，还耦接于电机驱动电路(2)，用于接收数据处理器(13)输出的感应信号，并发出电机驱动信号到电机驱动电路(2)；语音识别系统(4)，耦接于控制系统(3)，用于采集外界的声音信号，并将声音信号转换成语言信号后输入到控制系统(3)内；其中，控制系统(3)内具有学习模式和工作模式，当控制系统(3)处于学习模式时，控制系统(3)同时接收传感器系统(1)输出的感应信号和语音识别系统(4)输出的输出的语言信号，将此时刻的感应信号和语音信号打包为一组，作为电机驱动信号进行存储，将多个时刻的电机驱动信号按照时刻顺序整合，形成一段时间的舞蹈信号，当控制系统(3)处于工作模式时，语音识别系统(4)采集外界的声音信号转换成语音信号输入到控制系统(3)内，控制系统(3)根据舞蹈信号内语音信号对应的感应信号，输出驱动信号到电机驱动电路(2)，驱动电机旋转带动机器人关节调整到感应信号对应的位置上。...

【技术特征摘要】
1.一种智能舞蹈机器人的控制电路，用于控制舞蹈机器人关节电机运转，其特征在于：包括：传感器系统(1)，设置在外部机器人关节的位置上，用于检测机器人关节的位置信息，其中，传感器系统(1)包括数据处理器(13)、发射器(11)和接收器(12)，所述发射器(11)和接收器(12)分别设置在机器人关节的两个臂上，并均与数据处理器(13)耦接，所述发射器(11)发射出信号，接收器(12)接收信号，当接收器(12)接收到发射器(11)发射出的信号时，数据处理器(13)输出感应信号；电机驱动电路(2)，耦接于外部机器人电机，用以驱动机器人电机运转；控制系统(3)，耦接于传感器系统(1)，还耦接于电机驱动电路(2)，用于接收数据处理器(13)输出的感应信号，并发出电机驱动信号到电机驱动电路(2)；语音识别系统(4)，耦接于控制系统(3)，用于采集外界的声音信号，并将声音信号转换成语言信号后输入到控制系统(3)内；其中，控制系统(3)内具有学习模式和工作模式，当控制系统(3)处于学习模式时，控制系统(3)同时接收传感器系统(1)输出的感应信号和语音识别系统(4)输出的输出的语言信号，将此时刻的感应信号和语音信号打包为一组，作为电机驱动信号进行存储，将多个时刻的电机驱动信号按照时刻顺序整合，形成一段时间的舞蹈信号，当控制系统(3)处于工作模式时，语音识别系统(4)采集外界的声音信号转换成语音信号输入到控制系统(3)内，控制系统(3)根据舞蹈信号内语音信号对应的感应信号，输出驱动信号到电机驱动电路(2)，驱动电机旋转带动机器人关节调整到感应信号对应的位置上。2.根据权利要求1所述的智能舞蹈机器人的控制电路，其特征在于：所述控制系统(3)包括：主控电路(31)，该主控电路(31)包括单片机U3，该单片机U3具有复位引脚、振荡输入引脚和多个I/O引脚，所述复位引脚耦接有电阻R17后接地，还耦接有电容后耦接于电源，所述电容并联有复位按钮KB1，所述振荡输入引脚具有两个，分别耦接有电容C2和电容C3后接地，且两个振荡输入引脚之间还耦接有晶振XTAL1，所述I/O引脚用于与传感器系统(1)、电机驱动电路(2)和语音识别系统(4)通信；隔离电路(32)，该隔离电路(32)包括输入隔离电路(321)和输出隔离电路(322)，所述输入隔离电路(321)耦接于单片机U3的I/O引脚和语音识别系统(4)之间，所述输出隔离电路(322)耦接于单片机U3的I/O引脚和电机驱动电路(2)之间，所述输入隔离电路(321)和输出隔离电路(322)均包括多个电阻、多个发光二极管和多个光耦继电器，其中，一个电阻、一个发光二极管和一个光耦继电器相互串联成一组隔离组，一组隔离组对应单片机U3的一个I/O引连接；寄存电路(33)，该寄存电路(33)耦接于单片机U3的I/O引脚与输出隔离电路(322)之间，寄存电路(33)包括寄存器U1和寄存器U2，所述寄存器U1和寄存器U2均具有输出开放引脚、输入锁存引脚、移位清零引脚、移位时钟引脚和串型数据输入引脚，所述寄存器U1和寄存器U2的输出开放引脚均接地，所述寄存器U1的输入锁存引脚与寄存器U2的输入锁存引脚耦接后与单片机U3的一个I/O引脚耦接，所述寄存器U1的移位清零引脚和寄存器U2的移位清零引脚均接电源，所述寄存器U1的移位时钟引脚和寄存器U2的移位时钟引脚相互耦接后与单片机U3的一个I/O引脚耦接，所述寄存器U1的串型数据输入引脚和寄存器U2的串型数据输入引脚分别与单片机U3的两个I/O引脚耦接。3.根据权利要求1或2所述的智能舞蹈机器人的控制电路，其特征在于：所述电机驱动电路(2)包括：多个正反转电路(21)，所述多个正反转电路(21)一一对应耦接于控制系统(3)与外部机器人电机，该多个正反转电路(21)均包括正转电路(211)和反转电路(212)，所述正转电路(211)和反转电路(212)均包括三极管Q1、二极管D1和继电器K1，所述三极管Q1的基极耦接于控制系统(3)，发射极接地，集电极耦接于二极管D1的阳极，所述继电器K1包括线圈部分和开关部分，所述二极管D1与线圈部分相互并联，所述开关部分一端耦接于电源，另一端耦接于电机后接地，其中继电器K1为固态继电器，线圈部分为输入电路，开关部分为输出电路。4.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，李美琴，郑一峰，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33