CN107309880A - 一种人形机器人装置、控制***及其控制方法 - Google Patents

一种人形机器人装置、控制***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人形机器人装置及其控制***。所述装置包括通信电路，用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作；容纳空间，设置于装置内部，用于容纳外部设备，外部设备与通信电路建立连接；微处理器和舵机组件，微处理器分别与通信电路和舵机组件连接，微处理器用于处理通信电路接收的来自外部设备的第一数据，并产生控制指令，舵机组件用于接收来自微处理器的控制指令，并执行控制指令。通过上述方式，本发明能够提高人形机器人装置控制器的性能、降低人形机器人装置控制器的研发成本。

Description

一种人形机器人装置、控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种人形机器人装置、控制***及其控制方法。
背景技术
随着科学技术发展，社会进步，机器人正逐步走入人们日常生活中，帮助人们解决各式各样的问题。机器人通常是通过控制器控制来完成预定操作从而实现其功能；因此，机器人控制器是机器人***的重要组成部分，是影响机器人性能的关键部分之一，它从一定程度上影响着机器人的发展。
目前，随着人工智能、计算机科学的不断进步，人们对机器人的功能提出更高的要求，希望其具有更多的功能，完成更复杂的操作，这就需要其具有性能更高的控制器。但是，本申请的发明人在长期的研发中发现，当前机器人都采用内置独立控制器，其控制器实现功能有限，开发周期较长，控制器研发成本高，占机器人很大一部分的研发成本，控制器硬件配置固定，硬件很难进行升级优化等缺点，因此，如何提高控制器的性能、降低控制器的研发成本已成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种人形机器人装置、控制***及其控制方法，能够提高人形机器人装置控制器的性能、降低人形机器人装置控制器的研发成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种人形机器人装置，该装置包括通信电路，用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作；容纳空间，设置于装置内部，用于容纳外部设备，外部设备与通信电路建立连接；微处理器和舵机组件，微处理器分别与通信电路和舵机组件连接，微处理器用于处理通信电路接收的来自外部设备的第一数据，并产生控制指令，舵机组件用于接收来自微处理器的控制指令，并执行控制指令。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种人形机器人控制***，该***包括人形机器人装置和外部设备，人形机器人装置具有上述人形机器人装置的特征。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种人形机器人装置的控制方法，该方法包括：人形机器人装置与外部设备建立连接；判断外部设备是否通过验证；若外部设备验证通过，则使外部设备对人形机器人装置进行操作。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的人形机器人装置具有通信电路，该通信电路用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作。由于设置通信电路，该通信电路可以与外部设备建立连接，直接使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作，因此，可以将外部设备具有的功能应用于人形机器人装置中，以此来提高人形机器人装置的性能，提高人形机器人装置的智能水平；同时不用单独研发人形机器人装置的控制器，直接采用外部设备，从而缩短研发周期，降低研发成本。
附图说明
图1是本发明人形机器人装置一实施方式的结构示意图；
图2是本发明人形机器人装置另一实施方式的结构示意图；
图3是本发明人形机器人控制***一实施方式的结构示意图；
图4是本发明人形机器人装置控制方法一实施方式的流程示意图；
图5是本发明人形机器人装置控制方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明人形机器人装置一实施方式的结构示意图。本发明提供一种人形机器人装置，该装置包括通信电路101、容纳空间(图未示)、微处理器102和舵机组件103。
通信电路101用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路101对人形机器人装置进行操作。
其中，通信电路101可以是物理接口电路，物理接口电路包括物理接口，人形机器人装置通过物理接口与外部设备进行有线连接；通信电路101还可以是无线通信电路，人形机器人装置通过无线通信电路与外部设备进行无线连接。
其中，外部设备通过通信电路101对人形机器人装置进行操作可以是将外部设备作为控制器对人形机器人装置进行控制，进而使人形机器人装置完成预定操作，实现其功能；也可以是外部设备对人形机器人装置进行充供电、维护测试等。
容纳空间，设置于人形机器人装置内部，用于容纳外部设备，外部设备与通信电路101建立连接。
微处理器102分别与通信电路101和舵机组件103连接，微处理器102用于处理通信电路101接收的来自外部设备的第一数据，并产生控制指令，舵机组件103用于接收来自微处理器102的控制指令，并执行控制指令。
其中，舵机组件103包括设置于人形机器人各关节处的舵机，舵机执行控制指令以实现机器人动作。
本发明提供的人形机器人装置具有通信电路，该通信电路用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作。由于设置通信电路，该通信电路可以与外部设备建立连接，直接使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作，因此，可以将外部设备具有的功能应用于人形机器人装置中，以此来提高人形机器人装置的性能，提高人形机器人装置的智能水平；同时不用单独研发人形机器人装置的控制器，直接采用外部设备，从而缩短研发周期，降低研发成本。
请参阅图2，图2是本发明人形机器人装置一实施方式的结构示意图。在一实施方式中，本发明提供的人形机器人装置20内部设置有容纳空间201，当把外部设备30放入容纳空间201时，外部设备30通过物理接口202与物理接口电路建立连接。
具体地，外部设备30可以是智能手机、平板电脑、手提电脑、智能控制器等。外部设备30通过通信电路与人形机器人装置20建立通信连接，人形机器人装置20对外部设备30进行验证，在验证通过后，使外部设备30作为控制器对人形机器人装置20进行控制。通过设置验证过程，能够提高人形机器人装置的安全性，避免任何外部设备都能对其进行控制，例如一些携带有病毒等恶意的外部设备等，进而防止人形机器人装置被病毒入侵或被恶意控制，以完成对公众不利的行为操作等。在其他实施方式中，也可以不通过验证直接对人形机器人装置进行控制。
可选地，在其他实施方式中，也可以不将外部设备30放入人形机器人装置20中，而是通过无线连接完成人形机器人装置20与外部设备30之间的通信，无线通信连接为蓝牙、WiFi或其他无线通信连接方式。通过无线连接可以更方便的操控人形机器人装置，还不影响外部设备同时使用其他功能。
可选地，在一实施方式中，外部设备30为智能手机、平板电脑、手提电脑等移动终端；移动终端包括屏幕、摄像头、存储器、传感器组件、网络模块以及音频模块等。移动终端能够向人形机器人装置20发送第一数据，人形机器人装置20通过微处理器(图未示)将第一数据进行处理后产生控制指令，以控制舵机组件执行控制指令完成预定操作，实现人形机器人装置20的功能。在其他实施方式中，当人形机器人装置20没有接外部设备30时，微处理器能够独立生成控制指令，以控制舵机组件执行控制指令完成预定操作，实现人形机器人装置20的功能，即微处理器可以作为人形机器人装置20的自身控制器使用以对人形机器人装置20进行控制。其中，微处理器独立生成的控制指令可以是一些简单的指令，例如前后移动、拿放东西等。
可选地，在一实施方式中，人形机器人装置20还包括传感器模块和功放模块，传感器模块和功放模块分别与微处理器连接，传感器模块用于将自身产生的第二数据发送给微处理器，微处理器将第二数据经过处理后，通过通信电路将处理后的第三数据发送给移动终端，以供移动终端进行决策；功放模块用于通过通信电路和微处理器接收来自移动终端的音频信号，将移动终端的音频信号进行再处理并输出。其中音频信号为麦克风信号和/或喇叭信号。
其中，传感器模块可以包括多组不同种传感器，通过设置传感器模块能够使人形机器人装置20完成更精细的操作实现更复杂的功能；通过设置功放模块能够使人形机器人装置20对音频信号进行处理，实现播报语音、人机对话等功能。
在一个应用场景中，外部设备为智能手机；开启人形机器人装置，将智能手机放入人形机器人装置的容纳空间中，建立智能手机与人形机器人装置之间的通信连接，可以是有线连接也可以是无线连接；智能手机与人形机器人装置进行验证，若验证成功，则将智能手机设为人形机器人装置的控制器，开启智能手机中控制人形机器人装置的控制模块(如APP等)，通过摄像头、语音、运动传感器、导航等实现智能手机与人形机器人装置之间的交互，进而控制人形机器人装置完成预定操作实现其功能。在另一应用场景中，如果没有智能手机与人形机器人装置连接或连接后未通过验证，人形机器人装置可以单独执行其内置的控制程序，完成预定操作，实现相应的功能。
可选地，在一实施方式中，人形机器人装置20还包括电源模块，电源模块用于为人形机器人装置20供电，其与通信电路连接，当外部设备30与通信电路建立连接，且外部设备30需要充电时，电源模块通过通信电路为外部设备30充电，当外部设备30与通信电路建立连接，且外部设备30不需要充电、而电源模块的电量低于阈值电量时，外部设备30通过通信电路为电源模块充电；在其他实施方式中，也可以是外部设备30直接为人形机器人装置20供电。
其中，外部设备30为移动终端或外部电源等；移动终端具有能够充放电的电池，外部电源为移动电源或无线充电节点等。外部设备30可以通过物理接口202与人形机器人装置20的物理接口电路建立有线连接，或通过无线方式建立无线连接，其中无线连接方式为感应式连接、微波连接等，例如无线充电节点为感应式无线充电线圈、微波充电节点等。通过这种方式，能够及时方便的为人形机器人装置进行充供电，同时不影响其正常工作；当人形机器人装置不需要外部设备对其充供电时还能够反过来为外部设备30进行充电，以使其持续为人形机器人装置提供控制；或储存电能以备在需要时及时为人形机器人装置进行充供电，保证人形机器人装置具有足够的电量进行工作。
可选地，在一实施方式中，如果人形机器人装置20的工作电压与外部设备30的电压不匹配，可以通过电压变换电路转换进行升降压变换。
在一个应用场景中，外部设备为移动电源；开启人形机器人装置，将移动电源放入人形机器人装置的容纳空间中，建立移动电源与人形机器人装置之间的连接，可以是有线连接也可以是无线连接；监测判断移动电源是否需要充电，如果移动电源需要充电，则人形机器人装置为移动电源进行充电；如果移动电源不需要充电，则监测判断人形机器人装置的电量值，如果低于预设阈值，则移动电源为人形机器人装置进行充供电；如果高于预设阈值，则人形机器人装置正常工作；如此循环监测判断，保证人形机器人装置有足够的电量进行工作。
请参阅图3，图3是本发明人形机器人控制***一实施方式的结构示意图。本发明提供一种人形机器人控制***，该***包括人形机器人装置301和外部设备302，人形机器人装置301通过通信电路与外部设备302连接，其中人形机器人装置301和外部设备302具有上述实施方式中的特征，能够交互完成上述实施方式中的功能，具体请参照上述实施方式的描述，在此不再赘述。
请参阅图4，图4是本发明人形机器人装置的控制方法一实施方式的流程示意图。本发明提供一种人形机器人装置的控制方法，该方法包括如下步骤：
S401：人形机器人装置与外部设备建立连接；
S402：判断所述外部设备是否通过验证；
S403：若所述外部设备验证通过，则使所述外部设备对所述人形机器人装置进行操作。
具体方法执行过程请参照上述装置实施方式中的描述，在此不再赘述。
请参阅图5，图5是本发明人形机器人装置的控制方法另一实施方式的流程示意图。本发明提供一种人形机器人装置的控制方法，该方法包括如下步骤：
S501：人形机器人装置与外部设备建立连接；
其中，人形机器人装置包括电源模块，电源模块用于为人形机器人装置供电。
S502：判断外部设备是否需要充电；
S503：若外部设备需要充电，则电源模块为外部设备充电；
S504：若外部设备不需要充电，且电源模块的电量低于阈值电量时，外部设备通过通信电路为电源模块充电。
具体方法执行过程请参照上述装置实施方式中的描述，在此不再赘述。
本发明提供的人形机器人装置具有通信电路，该通信电路用于与外部设备建立连接，以使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作。由于设置通信电路，该通信电路可以与外部设备建立连接，直接使外部设备通过通信电路对人形机器人装置进行操作，因此，可以将外部设备具有的功能应用于人形机器人装置中，以此来提高人形机器人装置的性能，提高人形机器人装置的智能水平；同时不用单独研发人形机器人装置的控制器，直接采用外部设备，从而缩短研发周期，降低研发成本。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种人形机器人装置，其特征在于，包括：
通信电路，用于与外部设备建立连接，以使所述外部设备通过所述通信电路对所述人形机器人装置进行操作；
容纳空间，设置于所述装置内部，用于容纳所述外部设备，所述外部设备与所述通信电路建立连接；
微处理器和舵机组件，所述微处理器分别与所述通信电路和所述舵机组件连接，所述微处理器用于处理所述通信电路接收的来自所述外部设备的第一数据，并产生控制指令，所述舵机组件用于接收来自所述微处理器的所述控制指令，并执行所述控制指令。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信电路为物理接口电路，所述物理接口电路包括物理接口，所述物理接口电路通过所述物理接口与所述外部设备建立连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述舵机组件包括设置于所述装置各关节处的舵机，所述舵机执行所述控制指令以实现机器人动作。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述外部设备为移动终端或外部电源。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括传感器模块和功放模块，所述传感器模块和功放模块分别与所述微处理器连接，所述传感器模块用于将自身产生的第二数据发送给所述微处理器，所述微处理器将所述第二数据经过处理后，通过所述通信电路将处理后的第三数据发送给所述移动终端，以供所述移动终端进行决策；所述功放模块用于通过所述通信电路和所述微处理器接收来自所述移动终端的音频信号，将所述移动终端的音频信号进行再处理并输出。
6.一种人形机器人控制***，其特征在于，所述***包括人形机器人装置和外部设备，所述人形机器人装置为权利要求1-5任一项所述的装置。
7.一种人形机器人装置的控制方法，其特征在于，包括：
人形机器人装置与外部设备建立连接；
判断所述外部设备是否通过验证；
若所述外部设备验证通过，则使所述外部设备对所述人形机器人装置进行操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述连接为无线通信连接，所述无线通信连接为蓝牙、WiFi中的一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述装置供电，所述装置与所述外部设备建立连接；
判断所述外部设备是否需要充电；
若所述外部设备需要充电，则所述电源模块为所述外部设备充电；
若所述外部设备不需要充电，且所述电源模块的电量低于阈值电量时，所述外部设备通过所述通信电路为所述电源模块充电。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述外部设备为移动终端、移动电源或无线充电节点。
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