一种仿生机器人的腿部远程控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种仿生机器人的腿部远程控制系统及其控制方法，腿部远程控制系统包括腿部控制总成和腿部机械总成；腿部控制总成上设置有用于感应操作员大腿动作的大腿传感模块和/或用于感应操作员小腿动作的小腿传感模块和/或用于感应操作员脚掌动作的脚掌传感模块、及控制器通信模块；大腿传感模块和/或小腿传感模块和/或脚掌传感模块通信连接控制器通信模块；腿部机械总成上设置有机器人通信模块、电动推拉杆、及控制主板；控制主板根据姿态数据控制电动推拉杆工作；机器人通信模块与控制器通信模块通信连接，使腿部控制总成与腿部机械总成实现沟通互联。本仿生机器人的腿部远程控制系统控制方式灵活、可适用于不同地形、操作便捷。

A leg remote control system of bionic robot and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机器人的腿部远程控制系统及其控制方法
本专利技术涉及一种机器人，具体是一种仿生机器人的腿部远程控制系统及其控制方法。
技术介绍
市场上现有的腿部机械总成的远程控制行走是经过电脑编程控制方式实现，其普遍有以下两种控制方式：一、遥控器方式，机器人根据遥控器发出的指令来完成动作，通过遥控器上的各种操作按键和/或编程键等进行动作编程，编程完成后可以进行基本功能操作和动作回放，本控制方式操作十分麻烦，操作员需要接受控制培训，尽管如此控制难度还是比较大；二、计算机控制方式，由于腿部机械总成的结构复杂，导致控制过程繁琐，需要用精准的算法来编辑机器人行走的轨迹和步伐的大小，但所有动作都是由计算机来控制完成，形成动作的局限性，不能更好地发挥机器人作用，因此不能适应不同地形，且远程控制环境要求也非常高。因此，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种仿生机器人的腿部远程控制系统及其控制方法，其控制方式灵活、可适用于不同地形、操作便捷。本专利技术的目的是这样实现的：一种仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：包括佩戴于操作员上的腿部控制总成和设置于仿生机器人上的腿部机械总成；所述腿部控制总成上设置有用于感应操作员大腿动作的大腿传感模块和/或用于感应操作员小腿动作的小腿传感模块和/或用于感应操作员脚掌动作的脚掌传感模块、及控制器通信模块；所述大腿传感模块和/或小腿传感模块和/或脚掌传感模块通信连接控制器通信模块；所述腿部机械总成上设置有机器人通信模块、用于驱动腿部机械总成完成不同动作的电动推拉杆、及用于向电动推拉杆发送推拉指令的控制主板；所述控制主板根据来自腿部控制总成的姿态数据控制电动推拉杆工作；所述机器人通信模块与控制器通信模块通信连接，使腿部控制总成与腿部机械总成实现沟通互联。所述腿部控制总成包括佩戴于操作员大腿位置的大腿控制器和/或佩戴于操作员小腿位置的小腿控制器和/或佩戴于操作员脚掌位置的脚掌控制器；所述大腿传感模块设置于大腿控制器上；所述小腿传感模块设置于小腿控制器上；所述脚掌传感模块设置于脚掌控制器上；所述控制器通信模块设置于大腿控制器、小腿控制器或脚掌控制器上。所述腿部机械总成包括机器人大腿和机器人小腿；所述电动推拉杆包括用于驱动机器人大腿活动的大腿推拉杆和用于驱动机器人小腿活动的小腿推拉杆，大腿推拉杆和小腿推拉杆分别受控于控制主板。所述腿部机械总成上设置有用于确定电动推拉杆初始位置的机器人传感模块，机器人传感模块受控于控制主板。所述腿部机械总成上设置有用于拍摄腿部机械总成周围环境的摄像模块，摄影模块通信连接控制主板；所述机器人通信模块通信连接有用于播报摄像模块拍摄画面的显示屏。上述腿部远程控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤（1）操作员佩戴腿部控制总成，启动腿部机械总成，确保腿部控制总成与腿部机械总成相互沟通互联；（2）操作员腿部做动作，大腿传感模块感应操作员大腿的角度变化和/或小腿传感模块感应操作员小腿的角度变化和/或脚掌传感模块感应操作员脚掌的角度变化；大腿传感模块和/或小腿传感模块和或脚掌传感模块根据感应的角度变化生成相应的姿态数据；（3）控制主板接收来自腿部控制总成的姿态数据，并通过算法计算出与姿态数据对应的推拉指令；（4）控制主板将推拉指令发送至相应的电动推拉杆上，以控制相应的电动推拉杆根据推拉指令要求的推拉距离工作，使腿部机械总成做出相应动作。所述腿部机械总成上设置有用于存储推拉指令的储存模块，操作员可随时调取储存模块中的推拉指令。所述腿部远程控制系统还包括用于存储推拉指令的云端服务器，操作员可随时调取云端服务器中的推拉指令。本专利技术的有益效果如下：通过腿部控制总成可对腿部机械总成实现远程行走控制，其通过传感模块直接感应操作员的腿部动作并将其转换成姿态数据，控制主板根据姿态数据控制机器人腿部做出相应动作；本控制系统根据操作员的动作实时控制腿部机械总成，操作员无需进行相关控制培训，且操作十分简单便捷。腿部控制总成包括大腿控制器、小腿控制器和脚掌控制器，各控制器的佩戴方便，体积小巧，能够减少操作员身上控制器的数量及控制器带来的负载，因此可灵活操作腿部机械总成，仿生使机器人的行走动作更接近人类腿部动作，动作准确性更高，同步性更强，以更好的适应全部地形，与传统的履带式机器人、轮式机器人相对，本双足式机器人在面对各种障碍物时，适应性更强，操作更方便，进而可进入危险地进行搜救或救援等工作，因此具备本腿部远程控制系统的腿部机械总成可广泛应用于抢险救灾、排雷排爆、地址勘探、娱乐及民用等领域。此外，通过在腿部机械总成上设置摄像模块，以使腿部机械总成周围环境可通过显示屏进行实时播放，以便操作员根据显示屏进行操作，实现远距离操控和远程同步。附图说明图1为本专利技术一实施例的框线图。图2为本专利技术一实施例中佩戴好腿部控制总成的操作员的主视图。图3为本专利技术一实施例中佩戴好腿部控制总成的操作员的右视图。图4为本专利技术一实施例中佩戴好腿部控制总成的操作员的左视图。图5为本专利技术一实施例中操作员抬脚动作的右视图。图6为本专利技术一实施例中腿部机械总成抬脚动作的右视图。图7为本专利技术一实施例中操作员抬脚动作的主视图。图8为本专利技术一实施例中腿部机械总成抬脚动作的主视图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1-图8，本仿生机器人的腿部远程控制系统，包括佩戴于操作员腿部的腿部控制总成和设置于仿生机器人上的腿部机械总成，腿部控制总成与腿部机械总成沟通互联；腿部控制总成配合操作员的左右腿设置两套，腿部机械总成左右对称的设置两套；本实施例的腿部控制总成上设置有用于感应操作员大腿动作的大腿传感模块、用于感应操作员小腿动作的小腿传感模、用于感应操作员脚掌动作的脚掌传感模块、及控制器通信模块，大腿传感模块、小腿传感模块和脚掌传感模块分别通信连接控制器通信模块；腿部机械总成上设置有机器人通信模块、用于驱动腿部机械总成完成不同动作的电动推拉杆、及用于向电动推拉杆发送推拉指令的控制主板（本实施例的控制主板为STM32控制主板），控制主板根据来自腿部控制总成的姿态数据控制电动推拉杆工作；机器人通信模块与控制器通信模块通信连接，使腿部控制总成与腿部机械总成实现沟通互联，彼此间以5.8G信号（4G通信、蓝牙或WIFI等）进行通信。进一步地，腿部控制总成包括佩戴于操作员大腿位置的大腿控制器1、佩戴于操作员小腿位置的小腿控制器2和佩戴于操作员脚掌位置的脚掌控制器3；大腿传感模块设置于大腿控制器1上；小腿传感模块设置于小腿控制器2上；脚掌传感模块设置于脚掌控制器3上；控制器通信模块设置于大腿控制器1上，控制器通信模块用于接收大腿传感模块、小腿传感模块和脚掌传感模块的体感信号，并将各体感信号整合成腿部的姿态数据，随后将腿部的姿态数据发送到腿部机械总成的机器人通信模块上。进一步地，腿部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：包括腿部控制总成和腿部机械总成；所述腿部控制总成上设置有用于感应操作员大腿动作的大腿传感模块和/或用于感应操作员小腿动作的小腿传感模块和/或用于感应操作员脚掌动作的脚掌传感模块、及控制器通信模块；所述大腿传感模块和/或小腿传感模块和/或脚掌传感模块通信连接控制器通信模块；所述腿部机械总成上设置有机器人通信模块、用于驱动腿部机械总成完成不同动作的电动推拉杆、及用于向电动推拉杆发送推拉指令的控制主板；所述控制主板根据来自腿部控制总成的姿态数据控制电动推拉杆工作；所述机器人通信模块与控制器通信模块通信连接，使腿部控制总成与腿部机械总成实现沟通互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：包括腿部控制总成和腿部机械总成；所述腿部控制总成上设置有用于感应操作员大腿动作的大腿传感模块和/或用于感应操作员小腿动作的小腿传感模块和/或用于感应操作员脚掌动作的脚掌传感模块、及控制器通信模块；所述大腿传感模块和/或小腿传感模块和/或脚掌传感模块通信连接控制器通信模块；所述腿部机械总成上设置有机器人通信模块、用于驱动腿部机械总成完成不同动作的电动推拉杆、及用于向电动推拉杆发送推拉指令的控制主板；所述控制主板根据来自腿部控制总成的姿态数据控制电动推拉杆工作；所述机器人通信模块与控制器通信模块通信连接，使腿部控制总成与腿部机械总成实现沟通互联。


2.根据权利要求1所述的仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：所述腿部控制总成包括佩戴于操作员大腿位置的大腿控制器和/或佩戴于操作员小腿位置的小腿控制器和/或佩戴于操作员脚掌位置的脚掌控制器；所述大腿传感模块设置于大腿控制器上；所述小腿传感模块设置于小腿控制器上；所述脚掌传感模块设置于脚掌控制器上；所述控制器通信模块设置于大腿控制器、小腿控制器或脚掌控制器上。


3.根据权利要求2所述的仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：所述腿部机械总成包括机器人大腿和机器人小腿；所述电动推拉杆包括用于驱动机器人大腿活动的大腿推拉杆（7）和用于驱动机器人小腿活动的小腿推拉杆（8），大腿推拉杆（7）和小腿推拉杆（8）分别受控于控制主板。


4.根据权利要求2所述的仿生机器人的腿部远程控制系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦骞誉，
申请(专利权)人：路邦科技授权有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81