(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 101127152 A (43)申请公布日 2008.02.20 |
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(21)申请号 CN200710152070.9
(22)申请日 2007.09.30
(71)申请人 山东科技大学
地址 266510 山东省青岛市青岛经济技术开发区前湾港路579号
(72)发明人 苏学成 杨俊卿 槐瑞托 刘小峰
(74)专利代理机构 北京双收知识产权代理有限公司
代理人 解政文
(51)Int.CI
G08C17/02
G08C17/00
(54)发明名称
(57)摘要
本发明编码信号发生器包括微处理器、D/A变换器、恒流源和多路模拟开关，微处理器、D/A变换器和恒流源依次相连，微处理器和恒流源分别与多路模拟开关相连。微处理器经D/A变换器输出模拟电压信号至恒流源，微处理器输出的编码信号和恒流源输出的恒流信号分别接至多路模拟开关，被选通的开关通道输出的恒电流型编码信号由其输出端子引出导线到动物身体上的刺激位点或刺激电极。本发明还提供了采用上述编码信号发生器的无线遥控装置，包括遥控器和固定于动物身体上的受控器。本发明编码信号发生器及其控制系统的优点是：编码信号具有恒流源特性，更实用，更合理，利用GPS和GPRS技术实现了对视野外机器人动物的实时控制。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种用于机器人动物控制的编码信号发生器，其特征在于：包括微处理器(1)、D/A变换器(2)、恒流源(3)和多路模拟开关(4)，微处理器(1)经D/A变换器(2)输出模拟电压信号至恒流源(3)的输入端；微处理器(1)输出的编码信号和恒流源(3)输出的恒流信号分别接至多路模拟开关(4)的输入端，多路模拟开关(4)被选通的开关通道输出恒电流型编码信号。
2.根据权利要求1所述的用于机器人动物控制的编码信号发生器，其特征在于：其中所述恒电流型编码信号的参数值为：脉冲幅值50-100μA、脉冲频率50-200Hz、单相脉宽0.3-0.5mA、脉冲个数5-20个。
3.根据权利要求1或2所述的用于机器人动物控制的编码信号发生器，其特征在于：其中所述
恒流源(3)为压控型恒流源，采用由型号为LM324的运算放大器构成。
4.根据权利要求3所述的用于机器人动物控制的编码信号发生器，其特征在于：其中所述多路模拟开关(4)采用型号为SN74CBT3253的芯片。
5.一种采用权利要求1或2或4中任何一种编码信号发生器的用于机器人动物控制的无线遥控装置，其特征在于：包括由微控制器(11)、控制端无线通讯模块(13)和控制端GPRS模块(12)组成的遥控器(10)，以及由编码信号发生器(21)、受控端无线通讯模块(23)、受控端GPRS模块(22)和受控端GPS模块(24)组成的受控器(20)，受控器(20)固定于动物身体上；控制端无线通讯模块(13)和控制端GPRS模块(12)通过串口与微控制器(11)相连，编码信号发生器(21)通过串口与受控端无线通讯模块(23)、受控端GPRS模块(22)和受控端GPS模块(24)分别相连。
6.一种采用权利要求3所述的编码信号发生器的用于机器人动物控制的无线遥控装置，其特征在于：包括由微控制器(11)、控制端无线通讯模块(13)和控制端GPRS模块(12)组成的遥控器(10)，以及由编码信号发生器(21)、受控端无线通讯模块(23)、受控端GPRS模块(22)和受控端GPS模块(24)组成的受控器(20)，受控器(20)固定于动物身体上；控制端无线通讯模块(13)和控制端GPRS模块(12)通过串口与微控制器(11)相连，编码信号发生器(21)通过串口与受控
端无线通讯模块(23)、受控端GPRS模块(22)和受控端GPS模块(24)分别相连。
说 明 书
技术领域
本发明涉及控制装置，特别涉及一种用于机器人动物控制的编码信号发生器与无线遥控装置。
背景技术
机器人动物的研究是世界上的热门前沿课题，目前世界各大军事和科技大国或强国(如美、俄、日、以列等)都在竞相开展。例如，美国研发的机器人鼠，尤其是用于军事和反恐的鲨鱼、海豚，正在打造的“昆虫部队”等；俄国研究的军用海龟、海鸥、鹰等；英国和德国研究的关于假肢或神经毁损者的肢体控制等等。我国对机器人动物的研究也非常重视，早已将其研究列入了国家的重大科研计划，如国家863计划、973计划、国家自然基金、国际合作计划等(军方研究计划除外)。因此实用价值不言而喻，是个热门前沿课题。
动物和人体内的信息是通过神经系统内的电信号传递的，换句话说，动物和人体内的信息是以电信号的形式在神经系统内传递的；信息的内容是由电信号的时间编码和空间编码表达的。“时间编码”系指某个信息编码本身的时程、频率和时域分布，信息编码的基本单元是“全或无(all-or-none)”的电脉冲；“空间编码”系指与信息相关的神经元在神经系统中的空间位置与分布范围。在此背景下，人类一直梦想“读懂”大脑、解码大脑电信号编码，以致“看透”人和动物的所思、所想；反之，人类也在“模拟”或“仿造”神经电信号，用模拟(或仿制)的编码信号施加到所需的神经位点上，神经系统将这个外加的模拟(或仿制)信号“误”当作体内信息执行，这样就能够以人工模拟动物体内信息的编码电信号的方法与技术控制动物行为。
当前，在机器人动物控制系统中，决定机器人动物控制的成败与控制效果的，有二个基本要素：一是所要刺激的神经位点的选择；二是用于进行微刺激的编码电信号发生器的设计与实现。针对后者，目前已有的同类系统存在两个主要问题：①输出信号仅限于“电压源”型，而实用中真正对机器人动物的控制成败与控制效果有决定性影响的是刺激电流，因此“恒流源”型更实用、更合理；②控制功能仅限于操作者的“视野”内，与实际使用的需求差距很大。
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