[发明专利]基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统及方法

权利要求书

1.一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统，其特征在于，包括脑-机接口模块、算法模块、机械臂模块、棋盘模块、对弈模块、启动模块以及ROS智能物联平台，其中：

所述脑-机接口模块和所述算法模块用于采集用户的脑电信号，通过ROS智能物联平台将其转换为用户控制命令发送至所述机械臂模块；

所述机械臂模块用于接收所述用户控制命令，并在所述棋盘模块上执行所述用户控制命令；

所述对弈模块用于从ROS智能物联平台接收所述机械臂模块执行的所述用户控制命令，计算下一步的对弈控制命令，并通过ROS智能物联平台发送给所述机械臂模块以执行所述对弈控制命令；

所述启动模块用于通过采集用户唇部区域的肌电信号，将其转换为状态控制命令，通过ROS智能物联平台切换所述下棋助残机械臂异步系统的状态；

其中，利用启动模块采集用户唇部区域的肌电信号参数，并基于所述肌电信号参数确定启动棋局；

利用脑-机接口模块采集用户的脑电信号参数，所述脑电信号参数中包括对应的通道参数；

利用算法模块对所述脑电信号参数进行预处理，并基于所述脑电信号参数的通道参数，确定所述通道参数相关联的控制指令；

利用机械臂模块执行所述控制指令对应的操作。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述棋盘模块包括棋子，棋盘，棋子托架和托架收纳盒；其中，

所述棋盘包括15条纵线以及15条横线；

所述棋子托架以3*5的矩阵盛放14颗棋子，所述3*5的矩阵的中央部位具有用于机械臂定位的定位部；

所述棋盘的相对两边有多个所述棋子托架，所述棋子托架在取放棋子的一侧具有凹槽，在取放棋子的相反一侧具有与所述凹槽形状适配的凸起部，用来堆叠多个所述棋子托架；

所述棋子托盘收纳盒用于放置没有放置棋子的棋子托架。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述脑-机接口模块和所述算法模块用于采集用户的脑电信号，并将其转换为控制命令发送至机械臂模块，

所述脑-机接口模块以及所述算法模块通过采集用户的脑电信号，确定所述用户在所述棋盘中放置棋子位置的行号；以及，通过采集用户的脑电信号，确定所述用户在所述棋盘中放置棋子位置的列号；

将包含所述棋子位置行号以及列号的控制命令发送给所述机械臂模块。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述机械臂模块包括控制部分以及活动部分；

其中，所述控制部分包括信号接收设备、控制计算机、关节电机驱动和关节限位开关；其中，所述信号接收设备用于通过ROS智能物联平台接收所述用户控制命令，所述用户控制命令包括夹取棋子、放置棋子和移动棋子托盘的至少一种；所述控制计算机用于向关节电机驱动输出电机控制信号；

所述活动部分包含六个自由度档位，所述自由度档位用于以不同角度旋转所述机械臂模块。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述用户控制命令用于确定当前落子位置数据，所述对弈模块用于基于所述当前落子位置数据，计算下一步落子位置。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

基于采集到的用户唇部区域的肌电信号，确定所述肌电信号对应的控制指令；

基于所述肌电信号对应的控制指令，选择是否切换所述系统的工作状态。

7.一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步方法，其特征在于，包括：

利用启动模块采集用户唇部区域的肌电信号参数，并基于所述肌电信号参数确定启动棋局；

利用脑-机接口模块采集用户的脑电信号参数，所述脑电信号参数中包括对应的通道参数；

利用算法模块对所述脑电信号参数进行预处理，并基于所述脑电信号参数的通道参数，确定所述通道参数相关联的控制指令；

利用机械臂模块执行所述控制指令对应的操作。