CN216657917U - 一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，属于人工智能与人机交互领域。数据手套***包含：数据手套、数据采集处理传输接口模块、无线收发模块、电源模块以及仿生机械手单元。在数据手套5根手指背部装有5根柔性应力传感器，柔性应力传感器通过导线与数据采集处理传输接口模块连接，数据采集处理传输接口模块与无线收发模块连接。电源模块与数据采集处理传输接口模块连接，实现为整个数据手套***供电。将各模块连接后，可以实现人手控制仿生机械手实时随动。本实用新型的整个装置结构相对简单，体型相对较小，并且价格低廉，携带方便，佩戴舒适，便于在用户群中推广。
Description
技术领域
一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，具体指的是利用数据手套的每个手指背部安装的5路柔性应力传感器获取操作者手指的运动状态，把操作者手指的运动状态数据利用无线传输的方式映射到仿生机械手，从而实现仿生机械手与操作者做出同样的手部动作，以此实现近距离的遥操作，属于机器人以及控制领域。
背景技术
在20世纪90年代中期，工作在人机交互方式下的遥操作机器人技术开始受到人们的广泛关注和研究。经过几十年的发展，遥控作业机器人已经成功应用于海洋开发、核能、虚拟现实等许多领域。
当前随着人机交互技术发展的快速化和智能化，各个应用领域对触临场感知再现装置的技术和需求越发苛刻。目前，大多数据手套存在一些普遍的问题：运用刚性传感器对手指的运动状态进行数据采集导致了数据手套佩戴不方便以及影响人机交互舒适度；结构复杂；原理复杂等问题。
实用新型内容
本实用新型为了克服上述目前存在的技术缺陷，提供了一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其结构简单，方便佩戴，便于在用户群中推广。可应用于工业、医疗、教学和娱乐等领域。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***包括：数据手套、数据采集处理传输接口模块、无线收发模块、电源模块以及仿生机械手单元；数据手套5根手指背部装有5 根柔性应力传感器，柔性应力传感器通过导线与数据采集处理传输接口模块连接，数据采集处理传输接口模块与无线收发模块连接，电源模块与数据采集处理传输接口模块连接，实现为整个数据手套***供电。
进一步地，所述数据手套5个手指背部从最靠近指尖处至手掌背部关节处分别装有一个柔性应力传感器，所述柔性应力传感器把所述数据手套中手指运动导致的柔性应力传感器的电阻值的变化，通过所述数据采集处理传输接口模块转化为所述单片机模块可以识别的电压信号变化，并且通过所述无线收发模块持续输出采集到的数据。
进一步地，所述数据采集处理传输接口模块包括所述单片机模块、多路单刀单掷开关芯片模块、放大器模块和数据采集转换模块；所述单片机模块对数据手套***中各模块起主导控制作用；所述多路单刀单掷开关芯片模块对5路所述柔性应力传感器进行选通；所述放大器模块对所述柔性应力传感器的信号进行放大；所述数据采集转换模块对放大后的信号进行转换，并传输给所述单片机模块处理；处理后的数据通过所述无线收发模块传输到所述仿生机械手单元。
进一步地，5根所述柔性应力传感器的一端采用头头连的方式连接后引出一根主线与所述数据采集处理传输接口模块所提供的电源端连接，另一端分别与所述数据采集处理传输接口模块所提供的信号采集接口连接。
进一步地，一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***借助所述柔性应力传感器，可以使人手指的运动与仿生机械手单元的手指建立映射关系，从而实现佩戴数据手套的人可以实时控制仿生机械手做出与人手类同的动作。
进一步地，所述无线收发模块是广义上的无线收发模块，具体可用HC-12无线通讯模块、 Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、GPRS/CDMA无线通信技术以及卫星通信等无线通讯方式。
附图说明
下面结合附图说明书对本专利进行说明，
图1为本实用新型的数据手套***结构示意图，
图2为仿生机械手单元结构示意图，
图3为数据采集处理传输接口模块的结构示意图，
图4为***运行的流程图，
图中：1-数据手套，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5为柔性应力传感器，2-数据采集处理传输接口模块，2-1-单片机模块，2-2-多路单刀单掷开关芯片模块，2-3放大器模块，2-4数据采集转换模块，3-无线收发模块，4-电源模块，5-仿生机械手单元。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所说明的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：如图1至图3所示，一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***包括：数据手套1、数据采集处理传输接口模块2、无线收发模块3、电源模块4以及仿生机械手单元5；数据手套5根手指背部装有5根柔性应力传感器，柔性应力传感器通过导线与数据采集处理传输接口模块2连接，数据采集处理传输接口模块与无线收发模块3连接。电源模块4与数据采集处理传输接口模块2连接，实现为整个数据手套***供电。
实施例二：所述数据手套5个手指背部从最靠近指尖处至手掌背部关节处分别装有一个柔性应力传感器，所述柔性应力传感器把手套中手指运动导致的柔性应力传感器的电阻值的变化，通过数据采集处理传输接口模块2转化为单片机模块2-1可以识别的电压信号变化，并且通过无线收发模块3持续输出采集到的数据。
实施例三：数据采集处理传输接口模块包括单片机模块2-1、多路单刀单掷开关芯片模块 2-2、放大器模块2-3和数据采集转换模块2-4；单片机模块2-1对数据手套***中各模块起主导控制作用；多路单刀单掷开关芯片模块2-2对5路柔性压力传感器进行选通；放大器模块2-3 对柔性应力传感器的信号进行放大；数据采集转换模块2-4对放大后的信号进行转换，并传输给单片机模块2-1处理；处理后的数据通过无线模块传输到仿生机械手单元5。
实施例四：优选的，5根柔性应力传感器的1-1至1-5一端采用头头连的方式连接后引出一根主线与数据采集处理传输接口模块2所提供的电源端连接，另一端分别与数据采集处理传输接口模块2所提供的信号采集接口连接。
实施例五：优选的，基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***借助所述的柔性应力传感器，可以使人手指的运动与仿生机械手的手指建立映射关系，从而实现佩戴数据手套的人可以实时控制仿生机械手做出与人手相同的动作。
实施例六：优选的，无线收发模块3是广义上用来实现数据无线接收或发送的一种模块，具体可用HC-12无线通讯模块、Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、GPRS/CDMA无线通信技术以及卫星通信等无线通讯方式。
Claims (6)
1.一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，数据手套***包含：数据手套(1)、数据采集处理传输接口模块(2)、无线收发模块(3)、电源模块(4)以及仿生机械手单元(5)；数据手套5根手指背部装有5根柔性应力传感器(1-1)至传感器(1-5)，所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)通过导线与数据采集处理传输接口模块(2)连接，数据采集处理传输接口模块(2)与无线收发模块(3)连接，电源模块(4)与所述数据采集处理传输接口模块(2)连接，实现为整个数据手套***供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，所述数据手套5个手指背部从最靠近指尖处至手掌背部关节处分别装有一个所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)，所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)把手套中手指运动导致的柔性应力传感器的电阻值的变化，通过数据采集处理传输接口模块转化为单片机模块(2-1)可以识别的电压信号变化，并且通过所述无线收发模块(3)持续输出采集到的数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，所述数据采集处理传输接口模块(2)包括单片机模块(2-1)、多路单刀单掷开关芯片模块(2-2)、放大器模块(2-3)和数据采集转换模块(2-4)；所述单片机模块(2-1)对数据手套***中各模块起主导控制作用；所述多路单刀单掷开关芯片模块(2-2)对5路所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)进行选通；所述放大器模块(2-3)对柔性应力传感器的信号进行放大；所述数据采集转换模块(2-4)对放大后的信号进行转换，并传输给所述单片机模块(2-1)处理；处理后的数据通过所述无线收发模块(3)传输到所述仿生机械手单元(5)。
4.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，5根所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)的一端采用头头连的方式连接后引出一根主线与所述数据采集处理传输接口模块(2)所提供的电源端连接，另一端分别与数据采集处理传输接口模块所提供的信号采集接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，借助所述柔性应力传感器(1-1)至所述传感器(1-5)，可以使人手指的运动与所述仿生机械手单元(5)的手指建立映射关系，从而实现佩戴数据手套的人可以实时控制仿生机械手做出与人手类同的动作。
6.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的仿生机械手遥操作数据手套***，其特征在于，所述无线收发模块(3)是广义上的无线收发模块，具体可用HC-12无线通讯模块、Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、GPRS/CDMA无线通信技术以及卫星通信等无线通讯方式。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115709466A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-02-24 | 吉林大学 | 一种基于柔性应变传感器的交互式机械手 |
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2021
- 2021-03-27 CN CN202120621682.3U patent/CN216657917U/zh not_active Expired - Fee Related
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