陪护机器人的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种陪护机器人的控制装置，其中：装置本体，包括滑轨、指槽滑块和摇杆，所述指槽滑块活动设置于滑轨，用于接受按压；所述摇杆，用于控制所述陪护机器人；姿态解析装置，用于解析所述装置本体的三维姿态，当所述装置本体的三维姿态符合预设姿态时，控制所述陪护机器人进行对应的动作；触觉感知装置，用于感知所述指槽滑块接受的按压，并启动与按压信息对应的用户模式，控制装置本体进行相应的振动反馈。实现用户对控制装置的高效、便携控制，提高控制正确率，实现人机之间的有效交互。

The control device of the accompany robot

【技术实现步骤摘要】
陪护机器人的控制装置
本专利技术涉及机械控制领域，尤其涉及一种陪护机器人的控制装置。
技术介绍
近年来，我国人口老龄化程度不断加深，卧床老人陪护需求不断增长，此外，由于车祸、事故等引起的肢体受伤患者的数量也在迅速增加，社会和家庭需要花费极大的代价来治疗和陪护这些患者，给家庭和社会带来了沉重的负担，为了满足卧床老人、患者等的基本生活需要，提高生活质量，智能陪护机器人成为当下的研究热点。而由于陪护机器人的工作环境比较复杂、操作对象和操作方式等具有不确定性，机器人与人之间、机器人与环境之间的交互复杂、甚至危险，容易对用户及所处环境造成危害；随着技术的发展，单一的交互方式已不能满足人们的需求。现有技术中陪护机器人自主导航、物品识别、物品抓取等独立的智能算法还不够成熟，难以很好的实现机器人和人之间、机器人和环境之间自然、安全、有效的沟通，难以实现对未知的、变化的居家环境局部区域的详细探索、抓取未识别物品等多样化、复杂的陪护需求。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在提供一种陪护机器人的控制装置。技术方案：本专利技术实施例中提供一种陪护机器人的控制装置，包括：装置本体、姿态解析装置和触觉感知装置，其中：所述装置本体，分别与陪护机器人、姿态解析装置和触觉感知装置连接，包括滑轨、指槽滑块和摇杆，所述指槽滑块活动设置于滑轨，用于接受按压；所述摇杆，用于控制所述陪护机器人；所述姿态解析装置，用于解析所述装置本体的三维姿态，当所述装置本体的三维姿态符合预设姿态时，控制所述陪护机器人进行对应的动作；所述触觉感知装置，用于感知所述指槽滑块接受的按压，并启动与按压信息对应的用户模式，控制装置本体进行相应的振动反馈。具体的，所述装置本体包括填充滑块、四条环绕设置于装置本体的滑轨，各滑轨均对应指槽滑块和至少一个填充滑块，指槽滑块和填充滑块形成圆环，活动设置于滑轨。具体的，所述装置本体还包括第一按钮和第二按钮，在第一按钮和第二按钮同时接受按压时，所述触觉感知装置激活所述装置本体，并控制第一按钮和第二按钮进行振动反馈。具体的，所述触觉感知装置用于在装置本体激活后，控制四条滑轨上的四个指槽滑块进行振动反馈，之后感知所述指槽滑块接受的按压，若按压模式与已存储的用户模式对应，则启动对应的用户模式，调动对应的感知反馈模型进行按压力度感知和振动反馈力度控制；若按压模式与已存储的用户不对应，则记录按压模式并新建对应的用户模式，控制各指槽滑块进行振动反馈，记录各个指槽滑块感知到的按压力度和当前对应的振动反馈力度，并依此训练初始感知反馈模型。具体的，所述触觉感知装置预设与工作模式对应的按压规律，在用户模式下，第一按钮接受按压后，若感知到的按压规律存在对应的工作模式，则启动控制装置进入对应的工作模式。具体的，所述工作模式包括陪护机器人移动控制模式，所述控制装置处于陪护机器人移动控制模式时，所述摇杆在周向摇动后激活，所述装置本体在周向转动后激活，所述姿态解析装置解析所述装置本体的倾斜角度θ，若θ满足：预设阈值α＜θ＜预设阈值β，计算倾斜角度θ对应的移动方向和移动速度，据此控制陪护机器人移动。具体的，所述工作模式包括陪护机器人手臂控制模式，所述控制装置处于陪护机器人手臂控制模式时，所述摇杆在周向摇动后激活，所述装置本体在周向转动后激活，所述姿态解析装置解析所述装置本体的倾斜角度θ，若θ满足：预设阈值α＜θ＜预设阈值β，当装置本体倾斜方向落在预设的第一扇形范围内，依据倾斜角度θ控制陪护机器人手臂末端向下或向上移动；当装置本体倾斜方向落在预设的第二扇形范围内，依据倾斜角度θ控制陪护机器人手臂末端水平平面内正、反方向旋转。具体的，所述工作模式包括陪护机器人夹爪控制模式，在控制装置处于陪护机器人手臂控制模式时，当第二按钮接受按压，则控制装置进入陪护机器人夹爪控制模式，所述姿态解析装置解析所述装置本体的倾斜角度θ，若θ满足：预设阈值α＜θ＜预设阈值β，当装置本体倾斜方向落在预设的第一扇形范围内，依据倾斜角度θ控制陪护机器人手臂夹爪抓握或松开；当装置本体倾斜方向落在预设的第二扇形范围内，依据倾斜角度θ控制陪护机器人手臂末端竖直平面内正、反方向旋转。具体的，第一按钮和第二按钮接受按压指令后进行振动反馈，指槽滑块接受按压作为指令输入后由触觉感知装置调用感知反馈模型控制指槽滑块进行振动反馈。具体的，所述感知反馈模型用于学习特定用户模式下的各个指槽滑块接受的按压力度范围及其按压力度组合，并依据按压力度范围及其按压力度组合调整各个指槽滑块进行振动反馈的按压阈值。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：指槽滑块可进行位置调节，不同用户对应不同的用户模式并予以振动反馈，通过控制装置的三维姿态确定陪护机器人对应的动作，同时避免因各个用户使用习惯之间的差异所导致的人机之间交互的障碍、低效，实现用户对控制装置的高效、便携控制，提高控制正确率，实现人机之间的自然、有效交互；进一步的，采用不同手指多通道信号融合识别模式，不断学习改进感知反馈模型参数，避免用户使用方式随时间推移而产生变化以及不同手指间力触觉感知耦合的干扰所导致的人机之间交互的障碍。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的陪护机器人的控制装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的装置本体的结构示意图；图3为本专利技术实施例中提供的填充滑块的结构示意图；图4为本专利技术实施例中提供的指槽滑块的结构示意图；图5为本专利技术实施例中提供的姿态解析装置有效作用的空间示意图；图6为本专利技术实施例中装置本体的有效作用区域在水平面内投影的示意图；1-第一按钮；2-第二按钮；3-食指指槽滑块；4-中指指槽滑块；5-无名指指槽滑块；6-小指指槽滑块；7-摇杆；8-装置本体；9～12-填充滑块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。参阅图1，其为本专利技术实施例中提供的陪护机器人的控制装置的结构示意图，包括具体结构，以下结合附图进行详细说明。本专利技术实施例中提供一种陪护机器人的控制装置，包括：装置本体8、姿态解析装置和触觉感知装置，其中：所述装置本体8，分别与陪护机器人、姿态解析装置和触觉感知装置连接，包括滑轨、指槽滑块3～6和摇杆7，所述指槽滑块3～6活动设置于滑轨，用于接受按压；所述摇杆7，用于控制所述陪护机器人；所述姿态解析装置，用于解析所述装置本体8的三维姿态，当所述装置本体8的三维姿态符合预设姿态时，控制所述陪护机器人进行对应的动作；所述触觉感知装置，用于感知所述指槽滑块3～6接受的按压，并启动与按压信息对应的用户模式，控制装置本体8进行相应的振动反馈。在具体实施中，控制装置是用于控制陪护机器人，其中装置本体8通常可以为手柄机构。滑轨设置于装置本体8上，通常为凹道。指槽滑块3～6活动设置于滑块，可以沿着滑轨移动，最大程度上适应不同用户在手持装置本体8时指尖发力的位置，同时提高手指对力触觉的感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陪护机器人的控制装置，其特征在于，包括：装置本体、姿态解析装置和触觉感知装置，其中：/n所述装置本体，分别与陪护机器人、姿态解析装置和触觉感知装置连接，包括滑轨、指槽滑块和摇杆，所述指槽滑块活动设置于滑轨，用于接受按压；所述摇杆，用于控制所述陪护机器人；/n所述姿态解析装置，用于解析所述装置本体的三维姿态，当所述装置本体的三维姿态符合预设姿态时，控制所述陪护机器人进行对应的动作；/n所述触觉感知装置，用于感知所述指槽滑块接受的按压，并启动与按压信息对应的用户模式，控制装置本体进行相应的振动反馈。/n

【技术特征摘要】
1.一种陪护机器人的控制装置，其特征在于，包括：装置本体、姿态解析装置和触觉感知装置，其中：
所述装置本体，分别与陪护机器人、姿态解析装置和触觉感知装置连接，包括滑轨、指槽滑块和摇杆，所述指槽滑块活动设置于滑轨，用于接受按压；所述摇杆，用于控制所述陪护机器人；
所述姿态解析装置，用于解析所述装置本体的三维姿态，当所述装置本体的三维姿态符合预设姿态时，控制所述陪护机器人进行对应的动作；
所述触觉感知装置，用于感知所述指槽滑块接受的按压，并启动与按压信息对应的用户模式，控制装置本体进行相应的振动反馈。


2.根据权利要求1所述的陪护机器人的控制装置，其特征在于，所述装置本体包括填充滑块、四条环绕设置于装置本体的滑轨，各滑轨均对应指槽滑块和至少一个填充滑块，指槽滑块和填充滑块形成圆环，活动设置于滑轨。


3.根据权利要求2所述的陪护机器人的控制装置，其特征在于，所述装置本体还包括第一按钮和第二按钮，在第一按钮和第二按钮同时接受按压时，所述触觉感知装置激活所述装置本体，并控制第一按钮和第二按钮进行振动反馈。


4.根据权利要求3所述的陪护机器人的控制装置，其特征在于，所述触觉感知装置用于在装置本体激活后，控制四条滑轨上的四个指槽滑块进行振动反馈，之后感知所述指槽滑块接受的按压，若按压模式与已存储的用户模式对应，则启动对应的用户模式，调动对应的感知反馈模型进行按压力度感知和振动反馈力度控制；若按压模式与已存储的用户不对应，则记录按压模式并新建对应的用户模式，控制各指槽滑块进行振动反馈，记录各个指槽滑块感知到的按压力度和当前对应的振动反馈力度，并依此训练初始感知反馈模型。


5.根据权利要求4所述的陪护机器人的控制装置，其特征在于，所述触觉感知装置预设与工作模式对应的按压规律，在用户模式下，第一按钮接受按压后，若感知到的按压规律存在对应的工作模式，则启动控制装置进入对应的工作模式。


6.根据权利要求5所述的陪护机器人的控制装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱国，秦超龙，祝佳航，魏林琥，赵玉，李会军，徐保国，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32