CN215192638U - 一种融合感知的假肢手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种融合感知的假肢手，包括感知采集模块、感知反馈模块和假肢手本体，其中：感知采集模块包括位置传感器、滑移传感器和力传感器，其中，所述位置传感器设于所述假肢手本体的掌心处，所述滑移传感器设于所述假肢手本体的手指的内侧，所述力传感器设于所述假肢手本体的指尖；感知反馈模块粘贴于用户的皮肤上，与所述感知采集模块电连接，所述感知采集模块将所述位置传感器、滑移传感器和力传感器采集的信号传输给所述感知反馈模块，所述感知反馈模块将该信号转换为电流脉冲刺激用户皮肤。本申请可以实时将抓取过程中的状态通过电信号的形式传递给使用者，还可以通过肌电信号控制假肢手的移动和抓取，极大的提升了用户体验。
Description
技术领域
本实用新型属于仿生机械领域，更具体地，涉及一种融合感知的假肢手。
背景技术
为了让肢体残疾人士恢复一定的生活自理和工作能力，获得更好的生活质量以及更好的融入社会，安装假肢是他们获得功能补偿，改善状况最为直接有效的途径。假肢作为截肢患者回归正常生活过程中必不可少的一部分，随着现代科学技术的发展，已经成为机械、电子和医学等多学科交叉的高科技产品。中国专利CN209595970U公开了一种行星传动型假肢手，包括驱动装置、手指组件、手掌组件等，但是不具备感知能力以及将感知反馈给使用者的功能，更难以实现多种感知的融合控制与反馈，在无视觉引导的情况下，难以实现对物体实现有效的辨别和抓取，因此为了进一步提高残疾人的用户体验，提高用户的生活便捷性，提供一种可以融合感知的假肢手具有重要意义。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种融合感知的假肢手，旨在解决现有的假肢手不能将抓取过程中的感知反馈给用户，用户必须结合视觉进行判断抓取的状态的问题。本申请可以通过感知模块和感知反馈模块可以实时将抓取过程中的状态通过电信号的形式传递给使用者，使用者可以时刻感受到抓取过程中物体所处的状态，还可以通过肌电信号采集模块采集用户的肌电信号，通过肌电信号控制假肢手的移动和抓取，极大的提升了用户体验。
本实用新型提供了一种融合感知的假肢手，包括感知采集模块、感知反馈模块和假肢手本体，其中：感知采集模块包括位置传感器、滑移传感器和力传感器，其中，所述位置传感器设于所述假肢手本体的掌心处，所述滑移传感器设于所述假肢手本体的手指的内侧，所述力传感器设于所述假肢手本体的指尖；感知反馈模块粘贴于用户的皮肤上，与所述感知采集模块电连接，所述感知采集模块将所述位置传感器、滑移传感器和力传感器采集的信号传输给所述感知反馈模块，所述感知反馈模块将该信号转换为电流脉冲刺激用户皮肤。
优选地，还包括肌电信号采集模块，所述肌电信号采集模块采集用户的肌电信号。
优选地，所述假肢手本体包括驱动电机，所述驱动电机与所述肌电信号采集模块和假肢手本体电连接，所述驱动电机根据所述肌电信号控制所述假肢手本体的作动。
优选地，所述位置传感器为所述驱动电机内的编码器。
优选地，所述驱动电机的数量为多个，分别与所述假肢手本体上多个手指和手掌一一对应。
优选地，所述感知反馈模块包括位于所述感知反馈模块内表面的电流脉冲产生单元以及位于所述感知反馈模块外表面的电流脉冲大小调节按钮。
优选地，所述假肢手本体上设有多个手指，每个手指上均包括至少一个滑移传感器和至少一个力传感器。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本申请提供的一种融合感知的假肢手至少具有如下有益效果：
1.本申请通过感知采集模块同时采集抓取物体过程中的力觉、滑移觉和本体觉，实时监测抓取过程中的状态，显著提升了抓取的适应性和稳定性；
2.通过感知反馈模块将力觉、滑移觉和本体觉信息通过电刺激的方式反馈给使用者，增加了使用者对环境的感知，极大的提升了用户体验；
3.假肢手本体内部设有多个驱动电机，可以实现对手指和手掌的灵活控制，使得假肢手本体的灵活性更强；
4.感知反馈模块通过电流脉冲的形式向使用者反馈信号，并且该电流脉冲的大小可以调节，可以根据使用者的感知敏感度进行适应性调节，进一步提升了用户体验。
附图说明
图1示意性示出了本公开实施例的融合感知的假肢手的结构示意图；
图2示意性示出了本公开实施例的感知采集模块和假肢手本体的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
100-感知采集模块；200-感知反馈模块；300-假肢手本体；110-位置传感器；120-滑移传感器；130-力传感器；400-肌电信号采集模块；310-驱动电机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本申请提供了一种融合感知的假肢手，包括感知采集模块100、感知反馈模块200和假肢手本体300。
如图1和图2所示，感知采集模块100包括位置传感器110、滑移传感器120和力传感器130，其中，所述位置传感器110设于所述假肢手本体300的掌心处，该位置传感器110用来检测假肢手的开合程度，其可以为安装在假肢手本体300的驱动电机内的编码器；所述滑移传感器120设于所述假肢手本体300的手指的内侧，滑移传感器120用来检测抓握物体的运动，安装在假肢手的手指靠近掌心的一侧；所述力传感器130设于所述假肢手本体300的指尖，所述力传感器用来检测假肢手的握力。
感知反馈模块200粘贴于用户的皮肤上，与所述感知采集模块100电连接，所述感知采集模块100将所述位置传感器110、滑移传感器120和力传感器130采集的信号传输给所述感知反馈模块200，所述感知反馈模块200将该信号转换为电流脉冲刺激用户皮肤。所述感知采集模块100将所述位置传感器110的本体觉、滑移传感器120的滑移觉和力传感器130的力觉传输给所述感知反馈模块200，该感知反馈模块200将本体觉、滑移觉和力觉通过三组电刺激反馈给使用者。具体的，所述感知反馈模块200包括位于所述感知反馈模块200内表面的电流脉冲产生单元以及位于所述感知反馈模块200外表面的电流脉冲大小调节按钮，通过控制电流脉冲的频率或强度来控制对脉冲的产生强度，适应不同使用者的感知灵敏度。
融合感知的假肢手还包括肌电信号采集模块400，所述肌电信号采集模块400采集用户的肌电信号，该肌电信号采集模块400粘贴于皮肤上，可以采集人体在不同动作和意念下的肌电信号，通过该肌电信号可以分析使用者抓取、保持和松开的意图。
假肢手本体300为手形包括手指和手掌。所述假肢手本体300内部驱动电机310，所述驱动电机310与所述肌电信号采集模块400和假肢手本体300电连接，所述驱动电机310根据所述肌电信号控制所述假肢手本体300的作动。所述驱动电机310的数量优选为多个，分别与所述假肢手本体300上多个手指和手掌一一对应。所述假肢手本体300上设有多个手指，每个手指上均包括至少一个滑移传感器120和至少一个力传感器130。
工作过程中，假肢手位于初始位置，使用者通过肌电信号采集模块400向假肢手本体300发送抓取信号，假肢手本体300闭合，假肢手本体300接触到抓取物体时，力传感器130信号增大，此时开始将力觉和本体觉信号反馈给使用者，使用者接收到信号反馈后，开始尝试移动抓取物体，滑移传感器120检测被抓取物体是否相对于假肢手本体300移动，并根据滑移强度来调节假肢手本体300的驱动器的输出力，当滑移传感器120检测到被抓取物体的滑移强度小于一个阈值时，说明假肢手本体300已成功抓取物体，感知反馈模块200通过电刺激向使用者发送抓取成功信号，抓取操作完成，使用者发出停止抓取信号，假肢手本体300回到初始位置。
综上所述，本申请通过感知采集模块同时采集抓取物体过程中的力觉、滑移觉和本体觉，实时监测抓取过程中的状态，显著提升了抓取的适应性和稳定性，并且用户可以感知和控制抓取过程中的状态，极大的提升了用户体验。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种融合感知的假肢手，其特征在于，包括感知采集模块(100)、感知反馈模块(200)和假肢手本体(300)，其中：
感知采集模块(100)包括位置传感器(110)、滑移传感器(120)和力传感器(130)，其中，所述位置传感器(110)设于所述假肢手本体(300)的掌心处，所述滑移传感器(120)设于所述假肢手本体(300)的手指的内侧，所述力传感器(130)设于所述假肢手本体(300)的指尖；
感知反馈模块(200)粘贴于用户的皮肤上，与所述感知采集模块(100)电连接，所述感知采集模块(100)将所述位置传感器(110)、滑移传感器(120)和力传感器(130)采集的信号传输给所述感知反馈模块(200)，所述感知反馈模块(200)将该信号转换为电流脉冲刺激用户皮肤。
2.根据权利要求1所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，还包括肌电信号采集模块(400)，所述肌电信号采集模块(400)采集用户的肌电信号。
3.根据权利要求2所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，所述假肢手本体(300)包括驱动电机(310)，所述驱动电机(310)与所述肌电信号采集模块(400)和假肢手本体(300)电连接，所述驱动电机(310)根据所述肌电信号控制所述假肢手本体(300)的作动。
4.根据权利要求3所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，所述位置传感器(110)为所述驱动电机(310)内的编码器。
5.根据权利要求3所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，所述驱动电机(310)的数量为多个，分别与所述假肢手本体(300)上多个手指和手掌一一对应。
6.根据权利要求1所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，所述感知反馈模块(200)包括位于所述感知反馈模块(200)内表面的电流脉冲产生单元以及位于所述感知反馈模块(200)外表面的电流脉冲大小调节按钮。
7.根据权利要求1所述的一种融合感知的假肢手，其特征在于，所述假肢手本体(300)上设有多个手指，每个手指上均包括至少一个滑移传感器(120)和至少一个力传感器(130)。
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| CN (1) | CN215192638U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114732577A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-12 | 浙江工业大学 | 一种基于相机与肌电信号的假肢手控制***及方法 |
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2021
- 2021-01-13 CN CN202120090204.4U patent/CN215192638U/zh not_active Expired - Fee Related
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