本實用新型涉及機器人領(lǐng)域，尤其涉及的是一種機器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，機器人的控制一般都是通過預(yù)存儲控制程序或者通過遠程的原管理平臺發(fā)送指令進行控制，在控制的時候，通過機器人本體內(nèi)部的驅(qū)動設(shè)備進行驅(qū)動機器人的動作。

現(xiàn)有也有通過外骨骼操作器進行控制的，但是現(xiàn)有的外骨骼操作器進控制時，只控制主要關(guān)節(jié)，控制精度不高，自由度很少，只能執(zhí)行有限的幾種大肢體范圍的操作，不能準確反應(yīng)操作用戶的手部等細節(jié)動作，造成使用時的困難，限制了 機器人的使用功能。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種通過外骨骼操作器進行控制，控制精確度高，機器人本體可以準確反應(yīng)操作用戶動作，使用控制效果好的機器人控制系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案如下：一種機器人控制系統(tǒng)，包括機器人本體、穿戴于人體的外骨骼操作器、以及用于實現(xiàn)機器人本體和外骨骼操作器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑乒芾砥脚_；其中，外骨骼操作器設(shè)置有穿戴于人體的固定架、設(shè)置在固定架上用于采集人體各關(guān)節(jié)動作的采集機構(gòu)、以及用于連接采集機構(gòu)和云管理平臺、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收的第一數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)；機器人本體設(shè)置用于連接機器人本體和云管理平臺、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收的第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)；并且，機器人本體上固定設(shè)置有與第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接、用于將采集機構(gòu)采集的人體各關(guān)節(jié)動作數(shù)據(jù)進行力度、速度和位置分析，并得到力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)的控制芯片，以及根據(jù)得到控制數(shù)據(jù)驅(qū)動機器人本體動作的驅(qū)動器；并且，采集機構(gòu)設(shè)置有與人體關(guān)節(jié)位置對應(yīng)、用于對應(yīng)采集人體各關(guān)節(jié)動作的電位器。

應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的機器人控制系統(tǒng)中，還包括有一穿戴于人體頭部的VR顯示裝置，VR顯示裝置通過電腦主機與云管理平臺連接；機器人本體上設(shè)置對應(yīng)的攝像頭，攝像頭與還用于采集攝像頭的攝像數(shù)據(jù)的控制芯片連接。

應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的機器人控制系統(tǒng)中，機器人本體上還設(shè)置有分別與驅(qū)動器和第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接、用于反饋力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)的編碼器，外骨骼操作器上還分別設(shè)置有用于實現(xiàn)反饋的微型電動裝置和微型振動裝置。

應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的機器人控制系統(tǒng)中，固定架包括有相互連接并用于穿戴的頭部固定環(huán)、胸部固定機構(gòu)、手部固定機構(gòu)和腳部固定機構(gòu)；采集機構(gòu)包括有頭部角度采集機構(gòu)、肩部角度采集機構(gòu)、手臂旋轉(zhuǎn)采集機構(gòu)、手腕角度采集機構(gòu)、手指角度采集機構(gòu)、腿部角度采集機構(gòu)、小腿部角度采集機構(gòu)和腳腕角度采集機構(gòu)。

采用上述方案，本實用新型通過云管理平臺可以實現(xiàn)機器人本體和外骨骼操作器之間數(shù)的據(jù)傳輸，并且，通過外骨骼操作器設(shè)置用于采集人體各關(guān)節(jié)動作的采集機構(gòu)，機器人本體設(shè)置用于將采集機構(gòu)采集的人體各關(guān)節(jié)動作數(shù)據(jù)進行力度、速度和位置分析，通過得到力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)驅(qū)動機器人本體，控制精確度高，機器人本體可以準確反應(yīng)操作用戶動作，使用控制效果好。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本實用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本實用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖4為本實用新型中外骨骼操作器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。

本實施例提供了一種機器人控制系統(tǒng)，如圖1-3所示，機器人控制系統(tǒng)包括機器人本體、穿戴于人體的外骨骼操作器和云管理平臺，云管理平臺用于實現(xiàn)機器人本體和外骨骼操作器之間數(shù)據(jù)傳輸，即為機器人本體和外骨骼操作器之間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)。

其中，外骨骼操作器設(shè)置有穿戴于人體的固定架、設(shè)置在固定架上用于采集人體各關(guān)節(jié)動作的采集機構(gòu)、以及用于連接采集機構(gòu)和云管理平臺、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收的第一數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

其中，外骨骼操作器的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，外骨骼操作器包括一整套可穿戴的外骨骼結(jié)構(gòu)，外骨骼結(jié)構(gòu)的穿戴骨架包括相互連接的頭部固定環(huán)101、胸部固定機構(gòu)103、手部固定機構(gòu)115和腳部固定機構(gòu)119，其中，手部固定機構(gòu)115和腳部固定機構(gòu)119根據(jù)人體分別設(shè)置有兩個手部固定機構(gòu)115和兩個腳部固定機構(gòu)119；其中，頭部固定環(huán)101固定在人體頭部，胸部固定機構(gòu)103穿戴于人體胸部，兩個手部固定機構(gòu)115穿戴于人體的兩手部，兩個腳部固定機構(gòu)119穿戴于人體的兩腳部，從而可以形成一整套的穿戴外骨骼結(jié)構(gòu)。

并且，頭部固定環(huán)101上設(shè)置有一頭部角度采集機構(gòu)102，胸部固定架103與每一手部固定機構(gòu)115之間設(shè)置有肩部關(guān)節(jié)113、手腕關(guān)節(jié)114和手臂旋轉(zhuǎn)采集機構(gòu)105，胸部固定架103與每一腳部固定機構(gòu)119之間設(shè)置有大腿關(guān)節(jié)116、小腿關(guān)節(jié)117和腳腕關(guān)節(jié)118；并且，肩部關(guān)節(jié)113上設(shè)置有肩部角度采集機構(gòu)104，手腕關(guān)節(jié)114上設(shè)置有手腕角度采集機構(gòu)106，并且，手部固定機構(gòu)115上還設(shè)置有手指角度采集機構(gòu)107；大腿關(guān)節(jié)116上設(shè)置有腿部角度采集機構(gòu)110，小腿關(guān)節(jié)117上設(shè)置有小腿部角度采集機構(gòu)111，腳腕關(guān)節(jié)118上設(shè)置有腳腕角度采集機構(gòu)112；并且，每一采集機構(gòu)上均配置有可調(diào)節(jié)的電位器，其中，手指角度采集機構(gòu)107可以分別設(shè)置有多個電位器，其可以分別用于采集五個手指的動作。

如此，在頭部角度采集機構(gòu)102、肩部角度采集機構(gòu)104、手臂旋轉(zhuǎn)采集機構(gòu)105、腿部角度采集機構(gòu)110、小腿部角度采集機構(gòu)111、以及腳腕角度采集機構(gòu)112上配置有可調(diào)節(jié)電位器，用戶穿戴好一整套外骨骼后進行的肢體運動，其會在物理上反向帶動外骨骼的運動，而外骨骼的運動會被分解成外骨骼關(guān)節(jié)之間的相對轉(zhuǎn)動，進而使得對應(yīng)可調(diào)節(jié)電位器的數(shù)值產(chǎn)生變化。在一定的時間間隔，優(yōu)選的100ms，第一數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)會將采集的每個可調(diào)節(jié)電位器的數(shù)值，并把電壓值換算成絕對角度數(shù)值，傳遞給外界，如此重復(fù)。其中，第一數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)可以固定設(shè)置在胸部固定機構(gòu)103上，并與個采集機構(gòu)進行連接，采集機構(gòu)將采集數(shù)據(jù)通過第一數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)送給遠程的云管理平臺，并通過云管理平臺發(fā)送給機器人本體。

并且，機器人本體設(shè)置用于連接機器人本體和云管理平臺、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收的第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)接收采集數(shù)據(jù)，并將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給控制芯片進行分析，控制芯片設(shè)置在機器人本體上，其與第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接，控制芯片對采集機構(gòu)采集的人體各關(guān)節(jié)動作數(shù)據(jù)進行力度、速度和位置分析，并得到力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)，控制芯片將力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)形成控制指令，并發(fā)送給驅(qū)動器，通過驅(qū)動器驅(qū)動機器人本體動作。

或者，如圖2所示，機器人控制系統(tǒng)還包括有一穿戴于人體頭部的VR顯示裝置，VR顯示裝置通過電腦主機與云管理平臺連接；機器人本體上設(shè)置對應(yīng)的攝像頭，攝像頭與還用于采集攝像頭的攝像數(shù)據(jù)的控制芯片連接，控制芯片將攝像頭的攝像數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程的云管理平臺，云管理平臺將攝像數(shù)據(jù)傳送給電腦主機，VR顯示裝置通過連接電腦主機，將攝像數(shù)據(jù)顯示在VR顯示裝置上，如此，穿戴人體可以通過VR顯示裝置看到機器人本體上攝像頭的攝像范圍，使外骨骼操作器的穿戴人員可以根據(jù)視覺范圍進行操作，使用效果更佳。

如圖3所示，根機器人本體上還設(shè)置有分別與驅(qū)動器和第二數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接、用于反饋力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)的編碼器，驅(qū)動器在驅(qū)動機器人本體進行動作的同時，還將力度控制數(shù)據(jù)和速度與位置控制數(shù)據(jù)發(fā)送給外骨骼操作器，外骨骼操作器設(shè)置有用于實現(xiàn)反饋的微型電動裝置和微型振動裝置，外骨骼操作器通過微型電動裝置的電動可以給予人體操作者力度的反饋，并且，通過微型振動裝置的振動給予人體操作者力度感覺上分反饋。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。