智能健身机器人及控制方法技术

本发明专利技术涉及智能健身机器人及控制方法，其包括躯干、设置在躯干上的两自由度脖颈、设置在两自由度脖颈上的头部、设置在躯干上的旋转腰部、设置在旋转腰部下端的髋部、由电机驱动摆动且设置在髋部下端两侧的大腿、由电机驱动摆动且设置在大腿下端的小腿、由电机驱动旋转且设置在小腿下端的脚部、由电机驱动旋转且设置在脚部底部且与地面接触的万向脚轮、设置在躯干上的陀螺仪、由电机驱动摆动且设置在躯干上的大臂部、由电机驱动摆动且设置在大臂部上的小臂部以及设置在手部上的指部。本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。

Intelligent fitness robot and control method

The invention relates to an intelligent fitness robot and a control method, which comprises a trunk, a two degree of freedom neck set on the trunk, a head set on the two degree of freedom neck, a rotating waist set on the trunk, a hip set at the lower end of the rotating waist, a thigh set at both sides of the lower end of the hip driven by a motor, a calf set at the lower end of the thigh driven by a motor , a foot which is driven by a motor and arranged at the lower end of the lower leg, a universal caster which is driven by a motor and arranged at the bottom of the foot and contacted with the ground, a gyroscope which is arranged on the trunk, a big arm which is driven by a motor and arranged on the trunk, a small arm which is driven by a motor and arranged on the big arm and a finger which is arranged on the hand. The invention has reasonable design, compact structure and convenient use.

【技术实现步骤摘要】
智能健身机器人及控制方法
本专利技术涉及智能健身机器人及控制方法。
技术介绍
在现代生活中，健身一直都是深受年轻人喜爱的一项活动。大多数健身爱好者在生活中都会因为生活条件的制约以及时间的限制而选择在家健身，但在家健身又缺乏专业的指导以及他人的陪伴。因此本专利技术在家庭健身的主题上，设计出一款可以智能计划、智能指导以及智能陪护的健身机器人。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种智能健身机器人及控制方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种智能健身机器人，包括躯干、设置在躯干上的两自由度脖颈、设置在两自由度脖颈上的头部、设置在躯干上的旋转腰部、设置在旋转腰部下端的髋部、由电机驱动摆动且设置在髋部下端两侧的大腿、由电机驱动摆动且设置在大腿下端的小腿、由电机驱动旋转且设置在小腿下端的脚部、由电机驱动旋转且设置在脚部底部且与地面接触的万向脚轮、设置在躯干上的陀螺仪、由电机驱动摆动且设置在躯干上的大臂部、由电机驱动摆动且设置在大臂部上的小臂部、设置在小臂部上的手部、以及设置在手部上的指部。作为上述技术方案的进一步改进：两自由度脖颈包括设置在躯干上的旋转电机、以及设置在旋转电机上的摆动电机；摆动电机的输出轴与头部下端连接；旋转腰部为设置在躯干上的旋转电机的旋转轴。在头部分别设置有摄像头、表情显示屏、音响、麦克风；和/或在躯干上设置有物品存放柜；和/或在髋部上设置有控制中枢。在指部上铰接有指根部，在指根部上铰接有指端部，在指根部背面上铰接有主动推杆，在指根部与指端部的铰接轴上铰接有n型铰接座，主动推杆与n型铰接座一端铰接，n型铰接座另一端铰接有辅助推杆，辅助推杆连接有L型连接架，L型连接架的另一端连接在指端部的背面。在躯干上设置有用于容纳物品存放柜的柜体件的开口腔体，柜体件通过柜连接螺栓或卡扣可拆卸连接在开口腔体，在开口腔体的柜内侧壁上设置有柜内轨道，在柜体件外侧壁上设置有在柜内轨道滑动的柜外导轨；在柜内轨道外端设置有卡位结块，在柜体件外侧壁上设置有柜工艺豁口，在柜体件正面铰接设置有柜门板。控制中枢的主电控板上安装有树莓派。在头部、躯干、髋部、大腿、小腿、和/或脚部分别安装有对应的温度传感器、照度传感器、和/或人体红外感应电子传感器。在头部、躯干、髋部、大腿、小腿、和/或脚部穿着有Athos智能服装；Athos智能服装包含AthosCore小芯片和多个传感器；树莓派通讯连接有移动终端。一种智能健身机器人的控制方法，基于智能健身机器人，包括以下步骤步骤一，首先，通过移动终端注册用户并登入系统；随后，传感器检测周围环境情况，同时树莓派提供历史运动数据并分析用户预存储信息；其次，树莓派根据环境、历史记录运动数据、以及用户个人信息，生成或调取云端存储的运动推荐计划；再次，用户予以运动确认；步骤二，在用户运动的同时，Athos智能服装实时反馈肢体动作数据、生理数据至树莓派，树莓分析反馈数据，并通过音响(17)下达指令对用户进行语音指导；与此同时控制中枢(20)下达指令，控制电机进行仿真指导；步骤三，当运动结束后，用户完成健身打卡排名、并上传到网站社区，同时树莓派汇总此次运动中传感器反馈的信息生成报表，并推荐最适宜的饮食饮水以及安排下次运动计划。本专利技术的有益效果在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。附图说明图1是本专利技术整体的结构示意图。图2是本专利技术手指的结构示意图。图3是本专利技术柜体的结构示意图。图4是本专利技术的控制示意图。图5是本专利技术的运动计划执行表。图6是本专利技术的心率检测流程图。其中：1、头部；2、躯干；3、髋部；4、大腿；5、小腿；6、脚部；7、两自由度脖颈；8、旋转腰部；9、陀螺仪；10、万向脚轮；11、大臂部；12、小臂部；13、手部；14、指部；15、摄像头；16、表情显示屏；17、音响；18、麦克风；19、物品存放柜；20、控制中枢；21、主动推杆；22、n型铰接座；23、辅助推杆；24、L型连接架；25、柜内侧壁；26、柜内轨道；27、柜体件；28、柜门板；29、柜外导轨；30、柜工艺豁口；31、柜连接螺栓。具体实施方式如图1所示，本实施例的智能健身机器人，包括躯干2、设置在躯干2上的两自由度脖颈7、设置在两自由度脖颈7上的头部1、设置在躯干2上的旋转腰部8、设置在旋转腰部8下端的髋部3、由电机驱动摆动且设置在髋部3下端两侧的大腿4、由电机驱动摆动且设置在大腿4下端的小腿5、由电机驱动旋转且设置在小腿5下端的脚部6、由电机驱动旋转且设置在脚部6底部且与地面接触的万向脚轮10、设置在躯干2上的陀螺仪9、由电机驱动摆动且设置在躯干2上的大臂部11、由电机驱动摆动且设置在大臂部11上的小臂部12、设置在小臂部12上的手部13、以及设置在手部13上的指部14。作为具体实施例，两自由度脖颈7包括设置在躯干2上的旋转电机、以及设置在旋转电机上的摆动电机；摆动电机的输出轴与头部1下端连接；旋转腰部8为设置在躯干2上的旋转电机的旋转轴。作为优选，在头部1分别设置有摄像头15、表情显示屏16、音响17、麦克风18；和/或在躯干2上设置有物品存放柜19；和/或在髋部3上设置有控制中枢20。作为一个驱动方案，在指部14上铰接有指根部，在指根部上铰接有指端部，在指根部背面上铰接有主动推杆21，在指根部与指端部的铰接轴上铰接有n型铰接座22，主动推杆21与n型铰接座22一端铰接，n型铰接座22另一端铰接有辅助推杆23，辅助推杆23连接有L型连接架24，L型连接架24的另一端连接在指端部的背面。从而实现联动控制，通过L型连接架24、辅助推杆23避免传动联动控制动作幅度小的缺点，故不存在动作死点，从而动作更加流畅，拿取更加稳定牢固。作为对柜体的改进，在躯干2上设置有用于容纳物品存放柜19的柜体件27的开口腔体，柜体件27通过柜连接螺栓31或卡扣可拆卸连接在开口腔体中，在开口腔体的柜内侧壁25上设置有柜内轨道26，在柜体件27外侧壁上设置有在柜内轨道26滑动的柜外导轨29；在柜内轨道26外端设置有卡位结块，在柜体件27外侧壁上设置有柜工艺豁口30，在柜体件27正面铰接设置有柜门板28。柜体通过巧妙设计存在两者工作方式，可以将柜连接螺栓31将柜体与内腔连接为一体，可以仅仅通过门板实现开口，也可通过拆卸螺栓，实现对柜体的整个推拉，从而更方便的拿取物品，通过工艺豁口扩张了拿取东西的角度，减轻柜体重量，导轨实现导向作用。作为对控制的的改进，控制中枢20的主电控板上安装有树莓派。在头部1、躯干2、髋部3、大腿4、小腿5、和/或脚部6分别安装有对应的温度传感器、照度传感器、和/或人体红外感应电子传感器。在头部1、躯干2、髋部3、大腿4、小腿5、和/或脚部6穿着有Athos智能服装；作为对控制的的改进，Athos本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能健身机器人，其特征在于：包括躯干(2)、设置在躯干(2)上的两自由度脖颈(7)、设置在两自由度脖颈(7)上的头部(1)、设置在躯干(2)上的旋转腰部(8)、设置在旋转腰部(8)下端的髋部(3)、由电机驱动摆动且设置在髋部(3)下端两侧的大腿(4)、由电机驱动摆动且设置在大腿(4)下端的小腿(5)、由电机驱动旋转且设置在小腿(5)下端的脚部(6)、由电机驱动旋转且设置在脚部(6)底部且与地面接触的万向脚轮(10)、设置在躯干(2)上的陀螺仪(9)、由电机驱动摆动且设置在躯干(2)上的大臂部(11)、由电机驱动摆动且设置在大臂部(11)上的小臂部(12)、设置在小臂部(12)上的手部(13)、以及设置在手部(13)上的指部(14)。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能健身机器人，其特征在于：包括躯干(2)、设置在躯干(2)上的两自由度脖颈(7)、设置在两自由度脖颈(7)上的头部(1)、设置在躯干(2)上的旋转腰部(8)、设置在旋转腰部(8)下端的髋部(3)、由电机驱动摆动且设置在髋部(3)下端两侧的大腿(4)、由电机驱动摆动且设置在大腿(4)下端的小腿(5)、由电机驱动旋转且设置在小腿(5)下端的脚部(6)、由电机驱动旋转且设置在脚部(6)底部且与地面接触的万向脚轮(10)、设置在躯干(2)上的陀螺仪(9)、由电机驱动摆动且设置在躯干(2)上的大臂部(11)、由电机驱动摆动且设置在大臂部(11)上的小臂部(12)、设置在小臂部(12)上的手部(13)、以及设置在手部(13)上的指部(14)。


2.根据权利要求1所述的智能健身机器人，其特征在于:两自由度脖颈(7)包括设置在躯干(2)上的旋转电机、以及设置在旋转电机上的摆动电机；摆动电机的输出轴与头部(1)下端连接；
旋转腰部(8)为设置在躯干(2)上的旋转电机的旋转轴。


3.根据权利要求1所述的智能健身机器人，其特征在于:在头部(1)分别设置有摄像头(15)、表情显示屏(16)、音响(17)、麦克风(18)；
和/或在躯干(2)上设置有物品存放柜(19)；
和/或在髋部(3)上设置有控制中枢(20)。


4.根据权利要求3所述的智能健身机器人，其特征在于:在指部(14)上铰接有指根部，在指根部上铰接有指端部，
在指根部背面上铰接有主动推杆(21)，在指根部与指端部的铰接轴上铰接有n型铰接座(22)，主动推杆(21)与n型铰接座(22)一端铰接，n型铰接座(22)另一端铰接有辅助推杆(23)，辅助推杆(23)连接有L型连接架(24)，L型连接架(24)的另一端连接在指端部的背面。


5.根据权利要求3所述的智能健身机器人，其特征在于:在躯干(2)上设置有用于容纳物品存放柜(19)的柜体件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥雷，林博远，刘意，李枫韵，王成湖，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33