本發(fā)明涉及機械臂運動控制?，尤其涉及一種多自由度機械臂交互裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
1、在非人靈長類（如猴子）的認知與神經(jīng)科學(xué)研究中，靈活、精準(zhǔn)的實驗設(shè)備對于研究動物的運動控制、學(xué)習(xí)能力和決策機制至關(guān)重要。
2、相關(guān)技術(shù)中，當(dāng)前用于靈長類實驗的機械交互系統(tǒng)主要集中在操縱桿任務(wù)、二維屏幕交互和固定軌跡的機械臂系統(tǒng)，由于機械交互系統(tǒng)難以模擬自然行為，導(dǎo)致實驗對象的交互運動模式受限，難以實現(xiàn)真正的自主控制和自然三維操作，而且傳統(tǒng)的機械交互系統(tǒng)通常使用固定式抓取裝置或工具訓(xùn)練實驗對象的學(xué)習(xí)能力，難以適應(yīng)不同類型的任務(wù)需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種多自由度機械臂交互裝置及其控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的機械交互系統(tǒng)難以模擬自然行為，導(dǎo)致實驗對象的交互運動模式受限，且現(xiàn)有技術(shù)使用固定式抓取裝置或工具訓(xùn)練實驗對象的學(xué)習(xí)能力，難以適應(yīng)不同類型的任務(wù)需求的缺陷；本發(fā)明所述裝置提高了機械臂在三維空間移動的靈活度以及系統(tǒng)針對不同任務(wù)的抓取能力，進而提高了機械交互系統(tǒng)的交互性能。
2、本發(fā)明提供一種多自由度機械臂交互裝置，包括：
3、采集模塊，用于采集實驗對象的行為數(shù)據(jù)；
4、機械臂機構(gòu)，包括機械臂和末端執(zhí)行器；
5、所述末端執(zhí)行器可拆卸安裝于所述機械臂的末端，所述末端執(zhí)行器用于供所述實驗對象執(zhí)行不同的操作任務(wù)；
6、所述機械臂包括至少6個自由度，所述機械臂用于在三維空間移動；
7、控制模塊，與所述機械臂電連接，所述控制模塊通過所述行為數(shù)據(jù)和所述機械臂的位姿反饋數(shù)據(jù)中的至少一項生成運動指令，并控制所述機械臂按照所述運動指令驅(qū)動所述末端執(zhí)行器移動，以帶動所述實驗對象執(zhí)行目標(biāo)操作任務(wù)；所述目標(biāo)操作任務(wù)屬于所述不同的操作任務(wù)。
8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種多自由度機械臂交互裝置，所述裝置還包括：
9、總控計算機，與所述控制器通信連接，所述總控計算機用于向所述控制器發(fā)送第一時間同步指令；
10、所述總控計算機還用于將第一指令通過所述控制器和發(fā)送至所述機械臂，所述第一指令用于編輯不同的操作任務(wù)；
11、采集卡，所述總控計算機和所述末端執(zhí)行器分別與所述采集卡電連接，所述采集卡用于實現(xiàn)不同模塊之間的數(shù)據(jù)交互和時間同步。
12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種多自由度機械臂交互裝置，所述裝置還包括：
13、雙眼動跟蹤模塊，與所述總控計算機通信連接，所述雙眼動跟蹤模塊采集實驗對象的眼動數(shù)據(jù)；
14、腦電信號采集模塊，與所述總控計算機通信連接，所述腦電信號采集模塊用于采集所述實驗對象的腦電信號；
15、所述總控計算機用于向所述控制器發(fā)送第二時間同步指令，向所述腦電信號采集模塊發(fā)送第三時間同步指令；
16、所述總控計算機還用于根據(jù)所述眼動數(shù)據(jù)和所述腦電信號中的至少一項生成第二指令，以控制所述控制器按照所述第二指令控制所述機械臂的位姿狀態(tài)。
17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種多自由度機械臂交互裝置，所述裝置還包括：
18、情景指示燈組，部署于所述實驗對象的視野范圍內(nèi)，并且與所述采集卡電連接；所述情景指示燈組包括多個情景指示燈，不同的情景指示燈對應(yīng)不同的操作任務(wù)；
19、所述總控計算機用于通過所述采集卡向所述情景指示燈組發(fā)送第四時間同步指令；
20、所述總控計算機還用于通過所述采集卡向所述情景指示燈組發(fā)送第三指令，以控制所述多個情景指示燈更改工作狀態(tài)。
21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種多自由度機械臂交互裝置，所述裝置還包括：
22、獎勵模塊，所述獎勵模塊與所述總控計算機電連接，所述獎勵模塊用于為所述實驗對象提供水源或食物；
23、所述總控計算機用于向所述獎勵模塊發(fā)送第五時間同步指令；
24、所述總控計算機還用于向所述獎勵模塊發(fā)送第四指令，以控制所述獎勵模塊的工作狀態(tài)。
25、根據(jù)本發(fā)明提供的一種多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述末端執(zhí)行器包括：
26、光電傳感器，安裝于所述末端執(zhí)行器的末端，所述光電傳感器用于檢測實驗對象與所述末端執(zhí)行器的接觸信息，所述接觸信息包括接觸面積、接觸時間和壓力信息中的至少一項。
27、本發(fā)明還提供一種多自由度機械臂交互裝置的控制方法，包括：
28、基于采集模塊采集實驗對象的行為數(shù)據(jù)；
29、基于控制模塊通過所述行為數(shù)據(jù)和機械臂的位姿反饋數(shù)據(jù)中的至少一項生成運動指令，并控制所述機械臂按照所述運動指令驅(qū)動末端執(zhí)行器移動，以帶動所述實驗對象執(zhí)行目標(biāo)操作任務(wù)；
30、其中，所述末端執(zhí)行器可拆卸安裝于所述機械臂的末端，所述末端執(zhí)行器用于供所述實驗對象執(zhí)行不同的操作任務(wù)；所述機械臂包括至少6個自由度，所述機械臂用于在三維空間移動；所述目標(biāo)操作任務(wù)屬于所述不同的操作任務(wù)。本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述任一種所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。
31、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。
32、本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。
33、本發(fā)明提供的多自由度機械臂交互裝置及其控制方法，通過采集模塊用于采集實驗對象的行為數(shù)據(jù)，通過設(shè)置機械臂具備至少6個自由度，并設(shè)置末端執(zhí)行器可拆卸安裝于機械臂的末端，以供實驗對象執(zhí)行不同的操作任務(wù)，設(shè)置控制模塊通過行為數(shù)據(jù)和機械臂的位姿反饋數(shù)據(jù)中的至少一項生成運動指令，并控制機械臂按照運動指令驅(qū)動末端執(zhí)行器移動，以帶動實驗對象執(zhí)行目標(biāo)操作任務(wù)，提高了機械臂在三維空間移動的靈活度以及系統(tǒng)針對不同任務(wù)的抓取能力，進而提高了機械交互系統(tǒng)的交互性能。
1.一種多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多自由度機械臂交互裝置，其特征在于，所述末端執(zhí)行器包括：
7.一種多自由度機械臂交互裝置的控制方法，其特征在于，包括：
8.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求7所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。
9.一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求7所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。
10.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求7所述多自由度機械臂交互裝置的控制方法。