一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械控制系統(tǒng)，尤其涉及一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自1911年，機(jī)器人已經(jīng)問(wèn)世一百多年了。但是，95%的機(jī)器人仍然用于工業(yè)領(lǐng)域，不僅體積較為龐大，而且成本高昂，大多數(shù)工業(yè)機(jī)械臂都無(wú)法移動(dòng)，只能在其固定活動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行工作，并且在使用之前往往需要專(zhuān)業(yè)人員的設(shè)置，大多數(shù)都是執(zhí)行重復(fù)性的操作，學(xué)習(xí)成本相對(duì)較高，無(wú)法進(jìn)入家庭領(lǐng)域?yàn)槠胀ㄉ罘?wù)。而普通家庭機(jī)器人而功能多為專(zhuān)用機(jī)器人(比如清潔機(jī)器人等)或是娛樂(lè)型的機(jī)器人，并且價(jià)格高昂，實(shí)用價(jià)值并不高。目前社會(huì)，當(dāng)一個(gè)家庭的家庭成員中有臥床病人、老人、殘疾人等需要有人長(zhǎng)期照顧而其他家庭成員因?yàn)楣ぷ鲗W(xué)習(xí)等原因無(wú)法勝任時(shí)，這些家庭往往會(huì)花費(fèi)高昂代價(jià)聘請(qǐng)護(hù)工或者保姆。并且，時(shí)常會(huì)有家中老人、病人突發(fā)意外而無(wú)人照看導(dǎo)致的悲劇發(fā)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種解決了上述問(wèn)題的機(jī)械手智能控制系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，包括主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述主控設(shè)備包括MCU模塊、藍(lán)牙模塊、wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊以及無(wú)線串口模塊，所述藍(lán)牙模塊、wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、無(wú)線串口模塊通過(guò)UART通訊分別與MCU模塊雙向通信連接，所述主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間通過(guò)IIC集成電路總線連接。
[0005]作為優(yōu)選，所述MCU模塊采用TM4C123GH6PM芯片。
[0006]作為優(yōu)選，所述藍(lán)牙模塊采用BLE芯片，并設(shè)為主機(jī)模式用來(lái)掃描藍(lán)牙從機(jī)。
[0007]作為優(yōu)選，所述wifi模塊采用基于ESP8266芯片的串口 wifi模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述語(yǔ)音模塊為基于STC89C51和LD3320芯片的語(yǔ)音模塊，可識(shí)別預(yù)先置入的語(yǔ)音信息，并將匹配的指令通過(guò)UART通訊回傳至MCU。
[0009]作為優(yōu)選，所述機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、底座移動(dòng)模塊、機(jī)械手控制模塊，所述MCU模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊傳輸至底座移動(dòng)模塊和機(jī)械手控制模塊，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的芯片為PCA9685。
[0010]作為優(yōu)選，還包括藍(lán)牙手環(huán)，所述藍(lán)牙手環(huán)采用BLE芯片，并設(shè)為從機(jī)模式與主控設(shè)備的藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信，所述藍(lán)牙手環(huán)上設(shè)有心率傳感器、溫度傳感器和警報(bào)模塊，所述心率傳感器、溫度傳感器、警報(bào)模塊與BLE芯片連通。
[0011]作為優(yōu)選，還包括手勢(shì)識(shí)別裝置，所述手勢(shì)識(shí)別裝置的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)UART通訊驅(qū)動(dòng)無(wú)線串口模塊傳至MCU模塊。
[0012]作為優(yōu)選，還包括手機(jī)APP、服務(wù)器和路由器，所述手機(jī)APP將控制信號(hào)通過(guò)TCP協(xié)議傳輸至服務(wù)器中，路由器獲取到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)后通過(guò)TCP協(xié)議發(fā)送給主控設(shè)備的Wifi模塊，wi f i模塊通過(guò)UART通訊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MCU模塊。
[0013]作為優(yōu)選，還包括攝像頭，所述攝像頭通過(guò)P2P通信將視頻數(shù)據(jù)流通過(guò)路由器和服務(wù)器上傳至手機(jī)APP。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:將機(jī)械手與網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙手環(huán)、手勢(shì)操作、語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別等技術(shù)相結(jié)合，在降低成本的基礎(chǔ)上使功能多樣化。既可以幫助使用者家庭節(jié)省大量看護(hù)資金，也可以節(jié)省大量的看護(hù)時(shí)間，并且在被看護(hù)者身體情況惡化時(shí)也能第一時(shí)間收到通知以便及時(shí)進(jìn)行救治。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例:參見(jiàn)圖1，一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，包括主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述主控設(shè)備包括MCU模塊、藍(lán)牙模塊、wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊以及無(wú)線串口模塊，所述藍(lán)牙模塊、wif i模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、無(wú)線串口模塊通過(guò)UART通訊分別與MCU模塊雙向通信連接，所述主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間通過(guò)IIC集成電路總線連接。UART通訊為通訊異步接收/發(fā)送裝置。所述MCU模塊采用TM4C123GH6PM芯片。所述藍(lán)牙模塊采用BLE芯片CC2540，并設(shè)為主機(jī)模式用來(lái)掃描藍(lán)牙手環(huán)從機(jī)。所述wifi模塊采用基于ESP8266芯片的串口 wifi模塊，基于TCP協(xié)議與路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述語(yǔ)音模塊為基于STC89C51和LD3320芯片的語(yǔ)音模塊，可識(shí)別預(yù)先置入的語(yǔ)音信息，并將匹配的指令通過(guò)UART通訊回傳至MCU。
[0018]所述機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、底座移動(dòng)模塊、機(jī)械手控制模塊，所述MCU模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊傳輸至底座移動(dòng)模塊和機(jī)械手控制模塊，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的芯片為PCA9685，接收到MCU傳輸?shù)目刂菩盘?hào)時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的PffM來(lái)控制機(jī)械手控制模塊以及底座移動(dòng)模塊連接的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0019]還包括藍(lán)牙手環(huán)，所述藍(lán)牙手環(huán)采用BLE芯片CC2540，并設(shè)為從機(jī)模式與主控設(shè)備的藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信，所述藍(lán)牙手環(huán)上設(shè)有心率傳感器、溫度傳感器和警報(bào)模塊，所述心率傳感器、溫度傳感器、警報(bào)模塊與BLE芯片連通。采用APS9002作為心率傳感器的芯片，DS18B20作為溫度傳感器。心率傳感器采集的原始數(shù)據(jù)通過(guò)放大器放大后經(jīng)由CC2540進(jìn)行處理獲取到心率值并發(fā)送至主控設(shè)備。溫度傳感器獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后也由CC2540發(fā)送至主控設(shè)備。藍(lán)牙手環(huán)中還設(shè)置有一個(gè)自定義按鍵，默認(rèn)為警報(bào)功能。
[0020]還包括手勢(shì)識(shí)別裝置，所述采用基于kinect的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，并將信號(hào)通過(guò)UART傳輸至arduino處理，arduino將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)Uart驅(qū)動(dòng)無(wú)線串口模塊傳輸回主控進(jìn)行處理。
[0021]還包括手機(jī)APP、服務(wù)器和路由器，所述手機(jī)APP將控制信號(hào)通過(guò)TCP協(xié)議傳輸至服務(wù)器中，路由器獲取到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)后通過(guò)TCP協(xié)議發(fā)送給主控設(shè)備的Wifi模塊，Wifi模塊通過(guò)UART通訊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MCU模塊。還包括攝像頭，所述攝像頭通過(guò)P2P通信將視頻數(shù)據(jù)流通過(guò)路由器和服務(wù)器上傳至手機(jī)APP。
[0022]具體工作流程如下:
[0023]1.看護(hù)者使用APP進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制時(shí)，手機(jī)APP將控制信號(hào)通過(guò)TCP協(xié)議傳輸至服務(wù)器中，路由器獲取到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)后通過(guò)TCP協(xié)議發(fā)送給Wifi模塊，Wifi模塊通過(guò)Uart將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至M⑶，M⑶收到后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的指令通過(guò)IIC通信發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)機(jī)械手運(yùn)行。同時(shí)，為了方便看護(hù)者的操作，攝像頭通過(guò)P2P通信將視頻數(shù)據(jù)流通過(guò)路由器和服務(wù)器上傳至APP以供看護(hù)者查看被看護(hù)者周?chē)沫h(huán)境。
[0024]2.藍(lán)牙手環(huán)采集到心率、體溫?cái)?shù)據(jù)后經(jīng)串口發(fā)送至手環(huán)的BLE芯片，手環(huán)的BLE芯片通過(guò)Uart將數(shù)據(jù)傳回主控設(shè)備，主控設(shè)備再將數(shù)據(jù)通過(guò)Uart發(fā)送至wifi模塊經(jīng)路由器和服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至手機(jī)APP，方便看護(hù)者知道被看護(hù)者的身體情況，而且，當(dāng)被看護(hù)者的心率、體溫?cái)?shù)據(jù)失常時(shí)，APP會(huì)發(fā)出聲音警報(bào)通知被看護(hù)者。被看護(hù)者若感覺(jué)身體不適也可以按下藍(lán)牙手環(huán)的自定義按鍵向看護(hù)者主動(dòng)警報(bào)求救。
[0025]3.被看護(hù)者也可以脫離看護(hù)者的遠(yuǎn)程操作，自行操作機(jī)械手，通過(guò)發(fā)出語(yǔ)音指令，語(yǔ)音模塊識(shí)別后將匹配的信息通過(guò)Uart傳輸至MCU，MCU根據(jù)指令生成相應(yīng)的控制信號(hào)通過(guò)IIC驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制機(jī)械手。被看護(hù)者也可以通過(guò)手勢(shì)識(shí)別選擇kinect識(shí)別的物體，選中需要的物品后將信號(hào)通過(guò)無(wú)線串口發(fā)送至主控設(shè)備的無(wú)線串口模塊，串口模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)Uart轉(zhuǎn)發(fā)至MCU進(jìn)行處理，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成對(duì)物體的移動(dòng)。
[0026]以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，對(duì)本實(shí)用新型的變更和改進(jìn)將是可能的，而不會(huì)超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，包括主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述主控設(shè)備包括MCU模塊、藍(lán)牙模塊、Wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊以及無(wú)線串口模塊，所述藍(lán)牙模塊、wif i模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、無(wú)線串口模塊通過(guò)UART通訊分別與MCU模塊雙向通信連接，所述主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間通過(guò)IIC集成電路總線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU模塊采用TM4C123GH6PM 芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控設(shè)備的藍(lán)牙模塊采用BLE芯片，并設(shè)為主機(jī)模式用來(lái)掃描藍(lán)牙從機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述wifi模塊采用基于ESP8266芯片的串口 wifi模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述語(yǔ)音識(shí)別模塊為基于STC89C51和LD3320芯片的語(yǔ)音模塊，可識(shí)別預(yù)先置入的語(yǔ)音信息，并將匹配的指令通過(guò)UART通訊回傳至MCU。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、底座移動(dòng)模塊、機(jī)械手控制模塊，所述MCU模塊輸出的控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊傳輸至底座移動(dòng)模塊和機(jī)械手控制模塊，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的芯片為 PCA9685。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括藍(lán)牙手環(huán)，所述藍(lán)牙手環(huán)采用BLE芯片，并設(shè)為從機(jī)模式與主控設(shè)備的藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信，所述藍(lán)牙手環(huán)上設(shè)有心率傳感器、溫度傳感器和自定義按鍵，所述心率傳感器、溫度傳感器、自定義按鍵與BLE芯片連通。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括手勢(shì)識(shí)別裝置，所述手勢(shì)識(shí)別裝置的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)UART通訊驅(qū)動(dòng)無(wú)線串口模塊傳至M⑶模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括手機(jī)APP、服務(wù)器和路由器，所述手機(jī)APP將控制信號(hào)通過(guò)TCP協(xié)議傳輸至服務(wù)器中，路由器獲取到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)后通過(guò)TCP協(xié)議發(fā)送給主控設(shè)備的wifi模塊，wifi模塊通過(guò)UART通訊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MCU模塊。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括攝像頭，所述攝像頭通過(guò)P2P通信將視頻數(shù)據(jù)流通過(guò)路由器和服務(wù)器上傳至手機(jī)APP。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)械手智能控制系統(tǒng)，包括主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述主控設(shè)備包括MCU模塊、藍(lán)牙模塊、wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊以及無(wú)線串口模塊，所述藍(lán)牙模塊、wifi模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、無(wú)線串口模塊通過(guò)UART通訊分別與MCU模塊雙向通信連接，所述主控設(shè)備和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間通過(guò)IIC集成電路總線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將機(jī)械手與網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙手環(huán)、手勢(shì)操作、語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別等技術(shù)相結(jié)合，在降低成本的基礎(chǔ)上使功能多樣化。既可以幫助使用者家庭節(jié)省大量看護(hù)資金，也可以節(jié)省大量的看護(hù)時(shí)間，并且在被看護(hù)者身體情況惡化時(shí)也能第一時(shí)間收到通知以便及時(shí)進(jìn)行救治。
【IPC分類(lèi)】G05B19/04
【公開(kāi)號(hào)】CN205334103
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520896658
【發(fā)明人】許宣偉, 羅凱, 鄭濤, 肖穎, 王定奧, 林琰昆
【申請(qǐng)人】許宣偉, 羅凱, 鄭濤, 肖穎, 王定奧, 林琰昆
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日