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申请/专利权人：上海清芸机器人有限公司

摘要：本发明公开了一种基于树莓派的仿人机器人灵巧手控制系统及方法，该方法包括以下步骤：步骤1：采集层1采集人体手臂肌电信息，并将人体手臂肌电信息进行数据处理后传输至传输层2；步骤2：传输层将人体手臂肌电信息进行数据处理后传输至控制层3；步骤3：控制层将人体手臂肌电信息进行解析并选取匹配的动作模型，将动作模型传输至执行层4；步骤4：执行层将动作模型对应的动作结果输出至物理层5，同时将数据反馈信息输出到控制层；步骤5：物理层分解该动作结果并执行该动作结果，同时将手掌物理数据反馈至执行层。本发明基于树莓派开发仿人机器人的灵巧手控制系统，实现仿人机器人的手掌的整体控制。

主权项：1.一种基于树莓派的仿人机器人灵巧手控制系统的控制方法，其特征是：基于树莓派搭建仿人机器人灵巧手的控制系统架构包括采集层1、传输层2、控制层3、执行层4和物理层5；采集层1的输出端与传输层2的输入端连接，传输层2的输出端与控制层3的输入端连接，控制层3的输出端与执行层4的输入端连接，执行层4的反馈端与控制层3的输入端连接，执行层4的输出端与物理层5的输入端连接，物理层5的反馈端与执行层4的输入端连接；控制方法包括以下步骤：步骤1：采集层1采集人体手臂肌电信息，并将人体手臂肌电信息进行数据处理后传输至传输层2；步骤2：传输层2接收采集层1传输的人体手臂肌电信息，并将人体手臂肌电信息进行数据处理后传输至控制层3；步骤3：控制层3接收传输层2传输的人体手臂肌电信息，将人体手臂肌电信息进行解析并选取匹配的动作模型，控制层3将动作模型传输至执行层4；所述的控制层3包括肌电数据接收模块31、肌电数据分析模块32、肌电数据反馈分析模块33、动作算法计算模块34和动作库训练模块35；肌电数据分析模块32同时通过数据反馈分析模块33接收由执行层4输出的反馈信息，肌电数据分析模块32结合人体手臂肌电信息和反馈信息进行高阶滤波和数据筛选，获得人体手臂肌电数据；反馈信息中包含大拇指、食指、中指、无名指和小指动作执行是否完成的信息；步骤4：执行层4接收控制层3传输的动作模型，并将该动作模型对应的动作结果输出至物理层5，同时将数据反馈信息输出到控制层3；步骤5：物理层5接收执行层4传输的动作结果，物理层5分解该动作结果并执行该动作结果，同时将手掌物理数据反馈至执行层4；所述的物理层5包括手腕执行器51、大拇指执行器52，食指执行器53、中指执行器54、无名指执行器55和小拇指执行器56；其中，手腕执行器51包括第一弯曲执行器511、第一里外执行器512和第一左右执行器513；大拇指执行器52包括第二弯曲执行器521和第二里外执行器522；食指执行器53包括第三弯曲执行器531和第二左右执行器532；中指执行器54为第四弯曲执行器，无名指执行器55为第五弯曲执行器，小拇指执行器56为第六弯曲执行器；手腕执行器51、大拇指执行器52，食指执行器53、中指执行器54、无名指执行器55和小拇指执行器56的元动作分别是：手腕元动作E1、大拇指元动作E2、食指元动作E3、中指元动作E4、无名指元动作E5、小指元动作E6；手掌动作数据结构是：E＝[E1,E2,E3,E4,E5,E6]，其中，E为手掌动作；通过个体执行器执行和联合执行器执行实现手掌动作，个体执行器执行时，单个执行器的元动作执行数据结构为B＝[id,ti,d,v,a]，其中，B为单个执行器的元动作执行数据结构，id为执行器编号，ti为执行器运行到当前角度的终止时间点，d为执行器当前角度，v为执行器当前速度，a为执行器当前加速度；联合执行器执行时，五指元动作执行数据结构为C＝[i,Bn]，其中，C为五指的各自联合动作，i为五指编号，Bn为各个手指所包含的一个或多个执行器的当前信息；灵巧手的整体元动作数据结构为N＝[ti,Cn]，其中，N为联合动作，ti为联合动作的时间序列，Cn为五个手指的当前信息；物理层5将采集到的手掌物理数据继续反馈至执行层4，再由执行层4的数据反馈模块42继续反馈至控制层3的数据反馈分析模块33，从而使控制层3能够准确判断到物理手掌动作是否执行到位。

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