CN109866197B - 一种智能仿真安全操作柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能仿真安全操作柜，包括操作柜本体，所述操作柜本体内设有仿生操作手、摄像头、控制器，所述摄像头用于采集所述仿生操作手操作的视频信息，所述仿生操作手、所述摄像头均与所述控制器电连接，还包括连接到使用者手上的机械手套，所述机械手套包括机械手套本体，所述机械手套本体上设有传感器、手套控制板、电源，所述传感器用于感知机械手套本体运动，所述传感器与所述电源连接，所述手套控制板分别与所述电源、所述传感器电连接，所述手套控制板还与所述控制器连接。本发明控制方便、使用方便，且本发明相较于现有采用人工直接操作进行高危实验，具有使用安全的优点。

Description

一种智能仿真安全操作柜

技术领域

本发明涉及操作柜技术领域，特别涉及一种智能仿真安全操作柜。

背景技术

在各行各业，不可避免要进行一些高危实验，类似高放射性，高***危险，高病毒危害，高有毒排放等实验，这些实验中，人工直接操作存在不安全的缺陷。

发明内容

本发明提供一种智能仿真安全操作柜，用以解决现有人工操作进行高危实验不安全的缺陷。

一种智能仿真安全操作柜，包括操作柜本体，所述操作柜本体内设有仿生操作手、摄像头、控制器，所述摄像头用于采集所述仿生操作手操作的视频信息，所述仿生操作手、所述摄像头均与所述控制器电连接，还包括连接到使用者手上的机械手套，所述机械手套包括机械手套本体，所述机械手套本体上设有传感器、手套控制板、电源，所述传感器用于感知机械手套本体运动，所述传感器与所述电源连接，所述手套控制板分别与所述电源、所述传感器电连接，所述手套控制板还与所述控制器连接。

优选的，所述控制器包括电源模块、控制模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块，所述控制模块分别与电源模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述电源模块分别与仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述控制模块通过无线通信模块或舵 机线与手套控制板连接，所述手套控制板将机械手套本体的运动信息通过无线通信模块或舵 机线发送给所述控制模块，所述仿生操作手运动驱动模块用于驱动仿生操作手运动，所述记忆存储模块用于实现仿生操作手的运动轨迹记忆。

优选的，所述仿生操作手上设有振动传感器，用于采集仿生操作手与操作柜本体碰撞时产生的振动频率，并将采集到的振动频率信号转化为振动频率信号对应的电信号传递给控制模块，所述控制模块对电信号数据进行记录与分析，并在分析得出电信号数据对应的振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，实现仿生操作手的急停控制；

所述振动传感器将仿生操作手的振动频率信号转变为振动频率信号对应的电信号，所述控制模块采集到的所述电信号受到多种因素影响，为了确保在振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块可以紧急制动，建立以下模型：

由于在正常工作时振动传感器也是存在振动信号的，所以首先对于采集到的电信号D_i(t)进行傅里叶级数展开：

其中ω为预设的角频率

其中

为电信号D_i(t)的平均周期，其通过多次采集电信号并根据该多次采集的电信号的周期的平均值得到，i为第i次碰撞(当i＝0时代表正常运行状态没有碰撞)，n_i为第i次碰撞的电信号傅里叶展开的第n项，C(n)表示傅里叶级数展开后的系数，t表示当前时刻，j代表虚数标志，在i＝0时选取幅值最大的那一项C₀(n₀)_max得到n₀的值，即可求出没有碰撞时幅值最大项对应的振动频率为

接下来让仿生操作手与操作柜本体进行p次不同程度的碰撞(要结合使用情况，概括所有在实际操作中都有可能发生的碰撞)，然后对这p次碰撞经过上述傅里叶展开选取幅值最大项的频率 C_i(n_i)_max后，在这p次碰撞中选择此频率的最小值min(C_i(n_i)_max)从而确定n_i的值，并计算出最小振动频率为

则碰撞报警阈值C应按以下方法求取：

其中m为碰撞报警阈值的精确度，其值为预设值，m≥0，C作为碰撞报警阈值，可达到对每种情况都能完全保护的效果；

当振动频率超过上述确定出的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，在制动的时候要综合考虑当前碰撞时的振动频率，以及碰撞时仿生操作手的速度v_p，依据这两点来决定采用电磁制动或机械制动方式，以达到安全可靠的效果，所以设定速度和振动频率的基准值分别为V、F，当速度或者振动频率只要有一项超过了其对应的基准值则要进行机械制动(机械制动制动迅速但容易损伤器械)，当两项均未超过其各自对应的基准值时采用电磁制动(电磁制动相对机械制动来说制动较缓慢但几乎不损伤器械)，判定公式如下：

v_p为碰撞时仿生操作手的速度，μ为判定因子(当μ≥0时采取机械制动，当μ≤ 0时采用电磁制动)，从而实现仿生操作手的急停控制。

优选的，所述无线通信模块为WIFI无线通信模块或蓝牙模块。

优选的，所述手套控制板包括：中央处理器、显示器、摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元；所述中央处理器与所述控制模块连接，所述中央处理器分别与所述摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元、显示器连接，所述摄像头视频采集单元采集摄像头拍摄的仿生操作手操作的视频信息并发送给中央处理器，中央处理器控制显示器显示仿生操作手操作的视频信息，所述传感器信息采集单元采集机械手套本体的运动信息并发送给中央处理器，中央处理器将机械手套本体的运动信息发送给控制模块，控制模块根据所述机械手套本体的运动信息产生相应的操作控制信息，来控制仿生操作手运动驱动模块操作运动。

优选的，所述手套控制板上设有第二无线通信模块，所述第二无线通信模块包括：

WiFi协议单元，所述WiFi协议单元与所述中央处理器连接；

CART接口单元，所述CART接口单元连接与所述中央处理器连接；

所述中央处理器通过WiFi协议单元将机械手套本体的运动信息数据根据相应命令请求发送无线网络；所述WiFi协议单元用于将打包后的机械手套本体的运动信息数据进行编码，并适时发送到无线网络；所述中央处理器通过 CART接口单元与机械手套本体的运动信息数据交互；

所述中央处理器为并行总线结构，嵌套中断向量控制单元；

所述中央处理器通过WiFi协议单元发送相关信息，以自组网方式完成无线网络的建立；

第二无线通信模块上电后，中央处理器通过WiFi协议单元广播发送手套控制板标识信息，并等待已有网络的数据响应，延时一段时间后，判断由无线网络的回传数据，并获取手套控制板的相应网络标识；中央处理器对该网络标识进行识别，再次判断是否满足本身性能要求，并将应答数据打包后在指定时间段发送到无线网络，由无线网络的服务器进行识别判断手套控制板状态，与存储在无线网络服务器中的所有模块的信息配置表进行配对比较后，返回最终的手套控制板终端配置信息，手套控制板在指定时间段内接收相应信息后，保存到手套控制板RAM中，并作为正常通信的标准配置信息，过程结束后，手套控制板完成WiFi无线自组网操作。

优选的，所述安全操作柜与所述机械手套为一对一或一对多的关系。

优选的，所述仿生操作手上包裹有仿生硅胶手套。

优选的，所述机械手套本体的每一关节处均设有传感器，所述传感器为位移传感器和角度传感器，所述位移传感器和角度传感器分别与手套控制板电连接；所述电源为可充电电池。

优选的，所述摄像头包括：安装座，所述安装座下部设有透明保护罩，所述透明保护罩内安装有摄像头本体和旋转座，所述摄像头本体设置在所述旋转座下方，所述旋转座底面设置有连杆，所述连杆上设置有摄像头本体；所述旋转座内设置有旋转器；所述安装座内设置有摄像头控制板、外部电源接口，所述摄像头控制板分别与控制器、外部电源接口、旋转器、摄像头本体连接；所述外部电源接口分别与所述旋转器、所述摄像头本体连接。

本发明技术方案具有以下优点：采用本发明进行实验时，操作人员戴上机械手套，操作人员改变其手的动作，使得机械手套也跟随操作人员的手运动，机械手套上的传感器感知机械手套本体的运动，并将运动信息发送给手套控制板，手套控制板将运动信息发送给控制器，控制器根据运动信息产生相应控制信号来驱动仿生操作手运动来进行实验；摄像头采集所述仿生操作手操作的视频信息，发送给控制器，再由控制器发送给操作柜外的显示设备，便于根据视频查看仿生操作手的操作状态，以便进行下一步操作，以完成整个实验，且便于观察实验过程中实验现象和最终实验结果，便于及时发现问题来维修。综上本发明控制方便、使用方便，且本发明相较于现有采用人工直接操作进行高危实验，具有使用安全的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例逻辑结构示意图。

图2为本发明摄像头的结构示意图。

图3为本发明摄像头本体与旋转座连接的结构示意图。

图中：1、安装座；2、透明保护罩；3、旋转座；4、连杆；5、摄像头本体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种智能仿真安全操作柜，可为生物安全柜、通风柜、密闭操作箱、防火柜、试剂柜、等各种柜式类型，包括操作柜本体，所述操作柜本体内设有仿生操作手、摄像头、控制器，所述摄像头用于采集所述仿生操作手操作的视频信息，所述仿生操作手、所述摄像头均与所述控制器电连接，还包括连接到使用者手上的机械手套，所述机械手套包括机械手套本体，所述机械手套本体上设有传感器、手套控制板、电源，所述传感器用于感知机械手套本体运动，所述传感器与所述电源连接，所述手套控制板分别与所述电源、所述传感器电连接，所述手套控制板还与所述控制器连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：采用本发明进行实验时，操作人员戴上机械手套，操作人员改变其手的动作，使得机械手套也跟随操作人员的手运动，机械手套上的传感器感知机械手套本体的运动，并将运动信息发送给手套控制板，手套控制板将运动信息发送给控制器，控制器根据运动信息产生相应控制信号来驱动仿生操作手运动来进行实验；摄像头采集所述仿生操作手操作的视频信息，发送给控制器，再由控制器发送给操作柜外的显示设备，便于根据视频查看仿生操作手的操作状态，以便进行下一步操作，以完成整个实验，且便于观察实验过程中实验现象和最终实验结果，便于及时发现问题来维修。综上本发明控制方便、使用方便，且本发明相较于现有采用人工直接操作进行高危实验，具有使用安全的优点。

在一个实施例中，所述控制器包括电源模块、控制模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块，所述控制模块分别与电源模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述电源模块分别与仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述控制模块通过无线通信模块或舵 机线与手套控制板连接，所述手套控制板将机械手套本体的运动信息通过无线通信模块或舵 机线发送给所述控制模块，所述仿生操作手运动驱动模块用于驱动仿生操作手运动，所述记忆存储模块用于实现仿生操作手的运动轨迹记忆。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：设置无线通信模块便于控制器远程数据传输，便于手套控制板将运动信息远程传输给控制器，控制器通过仿生操作手运动驱动模块来控制仿生操作手操作，远程控制使用、使得使用方便，记忆存储模块实现仿生操作手的运动轨迹记忆，便于查看和分析比较，以及便于重复运动轨迹。

在一个实施例中，所述仿生操作手上设有振动传感器，用于采集仿生操作手与操作柜本体碰撞时产生的振动频率，并将采集到的振动频率信号转化为振动频率信号对应的电信号传递给控制模块，所述控制模块对电信号数据进行记录与分析，并在分析得出电信号数据对应的振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，实现仿生操作手的急停控制；

所述振动传感器将仿生操作手的振动频率信号转变为振动频率信号对应的电信号，所述控制模块采集到的所述电信号受到多种因素影响，为了确保在振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块可以紧急制动，建立以下模型：

由于在正常工作时振动传感器也是存在振动信号的，所以首先对于采集到的电信号D_i(t)进行傅里叶级数展开：

其中ω为预设的角频率

其中

为电信号D_i(t)的平均周期，其通过多次采集电信号并根据该多次采集的电信号的周期的平均值得到，i为第i次碰撞(当i＝0时代表正常运行状态没有碰撞)，n_i为第i次碰撞的电信号傅里叶展开的第n项，C(n)表示傅里叶级数展开后的系数，t表示当前时刻，j代表虚数标志，在i＝0时选取幅值最大的那一项C₀(n₀)_max得到n₀的值，即可求出没有碰撞时幅值最大项对应的振动频率为

接下来让仿生操作手与操作柜本体进行p次不同程度的碰撞(要结合使用情况，概括所有在实际操作中都有可能发生的碰撞)，然后对这p次碰撞经过上述傅里叶展开选取幅值最大项的频率 C_i(n_i)_max后，在这p次碰撞中选择此频率的最小值min(C_i(n_i)_max)从而确定n_i的值，并计算出最小振动频率为

则碰撞报警阈值C应按以下方法求取：

其中m为碰撞报警阈值的精确度，其值为预设值，m≥0，C作为碰撞报警阈值，可达到对每种情况都能完全保护的效果；

当振动频率超过上述确定出的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，在制动的时候要综合考虑当前碰撞时的振动频率，以及碰撞时仿生操作手的速度v_p，依据这两点来决定采用电磁制动或机械制动方式，以达到安全可靠的效果，所以设定速度和振动频率的基准值分别为V、F，当速度或者振动频率只要有一项超过了其对应的基准值则要进行机械制动(机械制动制动迅速但容易损伤器械)，当两项均未超过其各自对应的基准值时采用电磁制动(电磁制动相对机械制动来说制动较缓慢但几乎不损伤器械)，判定公式如下：

v_p为碰撞时仿生操作手的速度，μ为判定因子(当μ≥0时采取机械制动，当μ≤ 0时采用电磁制动)，从而实现仿生操作手的急停控制。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述技术方案便于在仿生操作手与操作柜本体碰撞产生的振动频率超过报警阈值时，及时停止仿生操作手的工作，使得使用安全。采用上述公式能够选择合适的报警阈值，以确保在振动频率超过设定的碰撞报警阈值控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动时，可以达到对每种情况都能完全保护的效果，且采用上述公式在制动时，能够依据当前碰撞时的频率、以及碰撞时仿生操作手的速度v_p，依据这两点来决定采用电磁制动或机械制动方式，以达到安全可靠的效果。

在一个实施例中，所述无线通信模块为WIFI无线通信模块或蓝牙模块。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：采用WIFI无线通信或蓝牙通信，通信方便，便于远程控制。

在一个实施例中，所述手套控制板包括：中央处理器、显示器、摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元；所述中央处理器与所述控制模块连接，所述中央处理器分别与所述摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元、显示器连接，所述摄像头视频采集单元采集摄像头拍摄的仿生操作手操作的视频信息并发送给中央处理器，中央处理器控制显示器显示仿生操作手操作的视频信息，所述传感器信息采集单元采集机械手套本体的运动信息并发送给中央处理器，中央处理器将机械手套本体的运动信息发送给控制模块，控制模块根据所述机械手套本体的运动信息产生相应的操作控制信息，来控制仿生操作手运动驱动模块操作运动。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本发明手套控制板工作时，摄像头视频采集单元采集摄像头拍摄的仿生操作手操作的视频信息并发送给中央处理器，中央处理器控制显示器显示仿生操作手操作的视频信息，便于根据视频查看仿生操作手的操作状态，以便进行下一步操作，以完成整个实验，且便于观察实验过程中实验现象和最终实验结果，便于及时发现问题来维修，传感器信息采集单元采集机械手套本体的运动信息并发送给中央处理器，中央处理器将机械手套本体的运动信息发送给控制模块，控制模块根据所述机械手套本体的运动信息产生相应的操作控制信息，来控制仿生操作手运动驱动模块操作运动，上述方案便于通过操作柜的机械手套本体来控制操作柜内的仿生机械手操作。

在一个实施例中，所述手套控制板上设有第二无线通信模块，所述第二无线通信模块包括：

WiFi协议单元，所述WiFi协议单元与所述中央处理器连接；

CART接口单元，所述CART接口单元连接与所述中央处理器连接；

所述中央处理器通过WiFi协议单元将机械手套本体的运动信息数据根据相应命令请求发送无线网络；所述WiFi协议单元用于将打包后的机械手套本体的运动信息数据进行编码，并适时发送到无线网络；所述中央处理器通过 CART接口单元与机械手套本体的运动信息数据交互；

所述中央处理器为并行总线结构，嵌套中断向量控制单元；

所述中央处理器通过WiFi协议单元发送相关信息，以自组网方式完成无线网络的建立；

第二无线通信模块上电后，中央处理器通过WiFi协议单元广播发送手套控制板标识信息，并等待已有网络的数据响应，延时一段时间后，判断由无线网络的回传数据，并获取手套控制板的相应网络标识；中央处理器对该网络标识进行识别，再次判断是否满足本身性能要求，并将应答数据打包后在指定时间段发送到无线网络，由无线网络的服务器进行识别判断手套控制板状态，与存储在无线网络服务器中的所有模块的信息配置表进行配对比较后，返回最终的手套控制板终端配置信息，手套控制板在指定时间段内接收相应信息后，保存到手套控制板RAM中，并作为正常通信的标准配置信息，过程结束后，手套控制板完成WiFi无线自组网操作。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述技术方案具备无线通讯节点加入或删除时的自组网能力，具备数据实时传输的功能，便于通过机械手套实时控制仿生操作手操作。

在一个实施例中，所述安全操作柜与所述机械手套为一对一或一对多的关系。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：可以使用一个机械手套控制一个安全操作柜的一个仿生操作手工作，或者使用多个机械手套控制一个安全操作柜的多个仿生操作手工作，控制方便，同时控制可以提高工作效率。

在一个实施例中，所述仿生操作手上包裹有仿生硅胶手套。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：仿生操作手上包裹有仿生硅胶手套，在使用仿生操作手抓取物品时起到缓冲作用，避免仿生操作手划伤物品表面。

在一个实施例中，所述机械手套本体的每一关节处均设有传感器，所述传感器为位移传感器和角度传感器，所述位移传感器和角度传感器分别与手套控制板电连接；所述电源为可充电电池，例如锂电池。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：机械手套本体的每一关节处均设有位移传感器和角度传感器，位移传感器和角度传感器用于感知每一关节运动的角度信息和位移信息并发送给手套控制板，再由手套控制板将每一关节运动的角度信息和位移信息发送给控制器，再由控制器根据每一关节运动的角度信息和位移信息产生相应控制信号控制仿生操作手运动，采集角度和位移运动信息、且采集的数据多，使得控制器控制仿生操作手运动准确。机械手套的电源采用可充电电池便于充电循环使用，使得机械手套使用方便。

在一个实施例中，所述摄像头包括：安装座1，所述安装座1下部设有透明保护罩2，所述透明保护罩2内安装有摄像头本体5和旋转座3，所述摄像头本体5设置在所述旋转座3下方，所述旋转座3底面设置有连杆4，所述连杆4上设置有摄像头本体5；所述旋转座3内设置有旋转器；所述安装座1内设置有摄像头控制板、外部电源接口，所述摄像头控制板分别与控制器、外部电源接口、旋转器、摄像头本体连接；所述外部电源接口分别与所述旋转器、所述摄像头本体连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：使用时，摄像头接通外部电源，控制器接通、并产生控制信号传输给摄像头控制板，摄像头控制板控制摄像头本体采集仿生操作手操作的视频信息，摄像头控制板同时控制旋转器旋转，使得旋转座开始旋转，进而使得连接在旋转座上的摄像头本体可以在360°范围内旋转，调整摄像头本体的拍摄角度，不会产生拍摄死角，使得摄像头本体能够360°观察仿生操作手操作过程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种智能仿真安全操作柜，包括操作柜本体，其特征在于，所述操作柜本体内设有仿生操作手、摄像头、控制器，所述摄像头用于采集所述仿生操作手操作的视频信息，所述仿生操作手、所述摄像头均与所述控制器电连接，还包括连接到使用者手上的机械手套，所述机械手套包括机械手套本体，所述机械手套本体上设有传感器、手套控制板、电源，所述传感器用于感知机械手套本体运动，所述传感器与所述电源连接，所述手套控制板分别与所述电源、所述传感器电连接，所述手套控制板还与所述控制器连接；

所述控制器包括电源模块、控制模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块，所述控制模块分别与电源模块、仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述电源模块分别与仿生操作手运动驱动模块、无线通信模块和记忆存储模块连接，所述控制模块通过无线通信模块或舵 机线与手套控制板连接，所述手套控制板将机械手套本体的运动信息通过无线通信模块或舵机线发送给所述控制模块，所述仿生操作手运动驱动模块用于驱动仿生操作手运动，所述记忆存储模块用于实现仿生操作手的运动轨迹记忆；

所述仿生操作手上设有振动传感器，用于采集仿生操作手与操作柜本体碰撞时产生的振动频率，并将采集到的振动频率信号转化为振动频率信号对应的电信号传递给控制模块，所述控制模块对电信号数据进行记录与分析，并在分析得出电信号数据对应的振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，实现仿生操作手的急停控制；

所述振动传感器将仿生操作手的振动频率信号转变为振动频率信号对应的电信号，所述控制模块采集到的所述电信号受到多种因素影响，为了确保在振动频率超过设定的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块可以紧急制动，建立以下模型：

由于在正常工作时振动传感器也是存在振动信号的，所以首先对于采集到的电信号D_i(t)进行傅里叶级数展开：

其中ω为预设的角频率

其中

为电信号D_i(t)的平均周期，其通过多次采集电信号并根据该多次采集的电信号的周期的平均值得到，i为第i次碰撞，n_i为第i次碰撞的电信号傅里叶展开的第n项，C(n)表示傅里叶级数展开后的系数，t表示当前时刻，j代表虚数标志，在i＝0时选取幅值最大的那一项C₀(n₀)_max得到n₀的值，即可求出没有碰撞时幅值最大项对应的振动频率为

接下来让仿生操作手与操作柜本体进行p次不同程度的碰撞，然后对这p次碰撞经过上述傅里叶展开选取幅值最大项的频率C_i(n_i)_max后，在这p次碰撞中选择此频率的最小值min(C_i(n_i)_max)从而确定n_i的值，并计算出最小振动频率为

则碰撞报警阈值C应按以下方法求取：

其中m为碰撞报警阈值的精确度，其值为预设值，m≥0，C作为碰撞报警阈值；

当振动频率超过上述确定出的碰撞报警阈值时控制仿生操作手运动驱动模块紧急制动，在制动的时候要综合考虑当前碰撞时的振动频率，以及碰撞时仿生操作手的速度v_p，依据这两点来决定采用电磁制动或机械制动方式，以达到安全可靠的效果，所以设定速度和振动频率的基准值分别为V、F，当速度或者振动频率只要有一项超过了其对应的基准值则要进行机械制动，当两项均未超过其各自对应的基准值时采用电磁制动，判定公式如下：

v_p为碰撞时仿生操作手的速度，μ为判定因子。

2.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述无线通信模块为WIFI无线通信模块或蓝牙模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述手套控制板包括：中央处理器、显示器、摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元；所述中央处理器与所述控制模块连接，所述中央处理器分别与所述摄像头视频采集单元、传感器信息采集单元、显示器连接，所述摄像头视频采集单元采集摄像头拍摄的仿生操作手操作的视频信息并发送给中央处理器，中央处理器控制显示器显示仿生操作手操作的视频信息，所述传感器信息采集单元采集机械手套本体的运动信息并发送给中央处理器，中央处理器将机械手套本体的运动信息发送给控制模块，控制模块根据所述机械手套本体的运动信息产生相应的操作控制信息，来控制仿生操作手运动驱动模块操作运动。

4.根据权利要求3所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述手套控制板上设有第二无线通信模块，所述第二无线通信模块包括：

WiFi协议单元，所述WiFi协议单元与所述中央处理器连接；

CART接口单元，所述CART接口单元与所述中央处理器连接；

所述中央处理器通过WiFi协议单元将机械手套本体的运动信息数据根据相应命令请求发送无线网络；所述WiFi协议单元用于将打包后的机械手套本体的运动信息数据进行编码，并适时发送到无线网络；所述中央处理器通过CART接口单元与机械手套本体的运动信息数据交互；

所述中央处理器为并行总线结构，嵌套中断向量控制单元；

所述中央处理器通过WiFi协议单元发送相关信息，以自组网方式完成无线网络的建立；

第二无线通信模块上电后，中央处理器通过WiFi协议单元广播发送手套控制板标识信息，并等待已有网络的数据响应，延时一段时间后，判断由无线网络的回传数据，并获取手套控制板的相应网络标识；中央处理器对该网络标识进行识别，再次判断是否满足本身性能要求，并将应答数据打包后在指定时间段发送到无线网络，由无线网络的服务器进行识别判断手套控制板状态，与存储在无线网络服务器中的所有模块的信息配置表进行配对比较后，返回最终的手套控制板终端配置信息，手套控制板在指定时间段内接收相应信息后，保存到手套控制板RAM中，并作为正常通信的标准配置信息，过程结束后，手套控制板完成WiFi无线自组网操作。

5.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述安全操作柜与所述机械手套为一对一或一对多的关系。

6.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述仿生操作手上包裹有仿生硅胶手套。

7.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述机械手套本体的每一关节处均设有传感器，所述传感器为位移传感器和角度传感器，所述位移传感器和角度传感器分别与手套控制板电连接；所述电源为可充电电池。

8.根据权利要求1所述的一种智能仿真安全操作柜，其特征在于，所述摄像头包括：安装座，所述安装座下部设有透明保护罩，所述透明保护罩内安装有摄像头本体和旋转座，所述摄像头本体设置在所述旋转座下方，所述旋转座底面设置有连杆，所述连杆上设置有摄像头本体；所述旋转座内设置有旋转器；所述安装座内设置有摄像头控制板、外部电源接口，所述摄像头控制板分别与控制器、外部电源接口、旋转器、摄像头本体连接；所述外部电源接口分别与所述旋转器、所述摄像头本体连接。

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