[发明专利]一种基于机械手臂学习的电子设备与方法

说明书

本发明一种基于机械手臂学习的电子设备与方法属于机器人学习领域；该装置包括电子设备主板、电池、陀螺仪和加速度计设置在电子设备外壳内，显示屏、压力传感器和压力传感器模设置在电子设备外壳外，压力传感器上粘贴压力传感器模，显示屏、压力传感器、陀螺仪和加速度计连接电子设备主板，电池为电子设备供电；该方法包括电子设备和机械臂的通信和初始坐标对准，人手握电子设备示教；传输人手的运动形式和人手握电子设备的用力程度参数；机械臂根据参数调整其各个关节的位置及力矩状态，跟随人手运动并完成动作；机械臂记录数据作基础数据，重复示教；本发明节约了人力教学的时间，通过数据传输更容易让机械臂接受，做起动作更自然和灵活。

技术领域

本发明一种基于机械手臂学习的电子设备与方法属于机器人学习领域。

背景技术

当前，机器人技术的发展日新月异，加之人工智能、深度学习、机器视觉等计算机技术的不断进步，各种工业机器人、室内服务机器人层出不穷，机器人已经渐渐地走入人们的生活。让机器人拥有智能是人们一直的梦想，而实现这一步梦想最有可能的方法就是机器学习，机器学习是目前业界最为火的一项技术，从网上的每一次淘宝到汽车自动驾驶技术，以及网络攻击抵御系统等等，都有机器学习的因子在内。

机器学习方式中有很重要的一类是强化学习，所谓强化学习就是智能系统从环境到行为映射的学习，以使奖励信号或强化信号函数值最大。通过人的示教可以加速机器人强化学习的进程，例如教机械臂开门这一动作，人首先教机械臂开门，机械臂再通过后续的强化学习就能学会开门这一动作，而且其对环境的适应性很强。

目前人教机械臂抓东西是通过把着机械臂的机械手移动，然后到目标位置抓取东西再放到另一位置，教机械臂开门是把着机械臂的机械手移动，到门把手位置用力拧开门再松手挪开。这些过程要人全程把着机械臂的机械手移动，用力抓或拧，动作比较僵硬死板。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于机械手臂学习的电子设备与方法，采用人手里握着这种电子设备就能够完成机械臂抓东西或开门等动作的示教，非常自然、灵活。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于机械手臂学习的电子设备，包括电子设备前壳、电子设备主板、电池、显示屏、压力传感器、压力传感器模、陀螺仪、加速度计和电子设备后壳；所述电子设备主板、电池、压力传感器、压力传感器模、陀螺仪、加速度计设置在电子设备前壳和电子设备后壳之间，所述显示屏设置在电子设备前壳上，所述压力传感器连接压力传感器模，所述显示屏、压力传感器、陀螺仪和加速度计连接电子设备主板，所述电池为基于机械手臂学习的电子设备供电。

所述一种基于机械手臂学习的电子设备，所述压力传感器数量大于1。

所述一种基于机械手臂学习的电子设备，所述压力传感器设置在一种基于机械手臂学习的电子设备的两侧。

一种在所述基于机械手臂学习的电子设备上实现的一种基于机械手臂学习的方法，包括以下步骤：

步骤a、建立基于机械手臂学习的电子设备和机械手臂的无线通信；

步骤b、完成基于机械手臂学习的电子设备和机械手臂的初始坐标对准，人手握着基于机械手臂学习的电子设备开始示教机械手臂转东西或者开门；

步骤c、每隔一定时间，读取人手运动过程中基于机械手臂学习的电子设备上的加速度计、陀螺仪及压力传感器数据；

步骤d、处理加速度计、陀螺仪及压力传感器数据得到人手的运动形式和人手握电子设备的用力程度参数；

步骤e、将上述参数通过无线传输模块发送给机械手臂，机械手臂根据收到的参数调整其各个关节的位置及力矩状态，跟随人手运动并完成抓东西或开门动作；

步骤f、抓东西或开门动作1次示教完成，机械手臂记录人示教其抓东西或开门的数据作为强化学习的基础数据，重复上述步骤进行多次示教。