[发明专利]一种替身机器人的替身实现方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种替身机器人及替身实现方法。

背景技术

替身机器人用于代替人类完成某些动作，现有技术替身机器人的实现方式是通过建立机器人平台，预先设定机器人的动作程序，让机器人按照预定程序进行动作。这种替身机器人与人类的互动性差，无法完全替代人工。另外，现有工业上采用的机械装置，普遍应用于工业领域中较为固定的场合，完成固定的工作，对于出现的突发情况无法应对。然而，现实工作、生活中，有些高危场合需要人类完成某些工作，比如一些工业高危场合和一些真实危险的拍摄环境等，如果有与人类互动性的替身机器人代替人类完成这些工作，这将极大地降低危险场合给人类带来的困扰，在完成相应高危工作的同时保证人员安全。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种互动性强的替身机器人及替身实现方法。

本发明所采用的技术方案为：一种替身机器人，它包括机器人本体、行走装置、舵机、电源模块、MCU、电机驱动模块和无线接收模块；所述行走装置设置所述在机器人本体下方；所述机器人本体上设置九个所述舵机，其中第一所述舵机设置在所述机器人本体的头部，第二所述舵机设置在左机械臂的手腕处，第三所述舵机设置在左机械臂的手肘处，第四、第五所述舵机设置在左机械臂的肩膀处，第六所述舵机设置在右机械臂的手腕处，第七所述舵机设置在右机械臂的手肘处，第八、第九所述舵机设置在右机械臂的肩膀处；所述电源模块、MCU、电机驱动模块和无线接收模块设置在机器人本体上，所述电源模块为所述MCU提供3.3V电压，所述舵机、电机驱动模块和无线接收模块均与所述MCU连接，所述电机驱动模块与所述行走装置连接；所述无线接收模块接收人体的动作信号并传输至所述MCU，所述MCU控制所述舵机动作，并通过所述电机驱动模块控制所述行走装置移动。

所述舵机采用大扭力金属齿舵机MG946R。

所述电源模块包括12V电池和型号为AMS1117的稳压器，所述12V电池与所述稳压器连接，所述稳压器对所述12V电压稳压后输出3.3V电压，为所述MCU供电。

所述MCU采用低功耗微控制器STM32F103。

所述电机驱动模块采用驱动芯片L298N。

所述无线接收模块采用低功耗的单片射频收发芯片NRF2401。

所述机器人本体的头部设置一摄像头，用于采集所述机器人本体前方的环境信息。

一种采用所述替身机器人的替身实现方法，其包括以下步骤：1)设置一包括替身机器人、设置在人体上的发射终端和上位机的替身效果实现系统；替身机器人包括机器人本体、行走装置、舵机、电源模块、MCU、电机驱动模块、无线接收模块和摄像头；发射终端包括电源模块、MCU、陀螺仪、电位器、无线发射模块和摇杆，人体左、右手臂的肱二头肌附近各设置一陀螺仪，人体左手臂的肘关节和左手拇指腕掌关节处各设置一电位器，人体右手臂的肘关节和右手拇指腕掌关节处各设置一电位器；2)发射终端发射人体手臂动作信号；陀螺仪实时检测人体上臂的运动情况，并将检测到的上臂运动信号传输至MCU；人体肘关节处的电位器将其电阻值发送给发射终端处的MCU；人体拇指腕掌关节处的电位器将其电阻值发送给发射终端处的MCU；MCU对接收到的上臂运动信号、人体肘关节处电位器的电阻值和人体拇指腕掌关节处电位器的电阻值进行计算、模数转换、调制处理，得到人体手臂动作和手指动作的数字信号，并通过无线发射模块发送给替身机器人上的无线接收模块；3)替身机器人接收人体手臂动作和手指动作信号，并做出与人体相同的动作；无线接收模块将接收到的人体手臂动作和手指动作的数字信号均传输至替身机器人处的MCU，MCU对接收到的数字信号进行解调、数模转换和计算处理后，得到人体手臂动作和手指动作的模拟信号；MCU根据人体手臂动作和手指动作的模拟信号控制替身机器人机械臂上的舵机进行相应动作；4)发射终端发射摇杆动作信号；机器人本体的头部设置的摄像头实时采集机器人本体前方的环境信息，并将采集到的信息传输至上位机，人体通过上位机了解机器人本体所在的位置，并控制摇杆动作，摇杆动作信号传输至发射终端处的MCU，MCU对接收到的摇杆动作信号进行处理后通过无线发射模块发送给替身机器人上的无线接收模块；5)替身机器人接收摇杆动作信号，控制行走装置做出与摇杆动作相同的动作；无线接收模块将接收到的摇杆动作信号传输至替身机器人处的MCU，MCU对接收到的摇杆动作信号进行处理后通过电机驱动模块驱动行走装置移动。