本發(fā)明涉及機(jī)械控制,具體涉及用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
單臂活動(dòng)裝置是目前機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用最廣的設(shè)備之一,單臂活動(dòng)裝置可以通過(guò)模仿人類手臂的動(dòng)作完成許多工作。比如目前工程方面使用的挖掘機(jī)和吊車,工業(yè)生產(chǎn)上使用的機(jī)械臂等。從近幾年機(jī)械的發(fā)展來(lái)看,單臂活動(dòng)裝置可以完成的活動(dòng)越來(lái)越多,而同時(shí)單臂活動(dòng)裝置所工作的環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜。
單臂活動(dòng)裝置的工作環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜也導(dǎo)致單臂活動(dòng)裝置工作環(huán)境的危險(xiǎn)也越來(lái)越大,比如大型工程機(jī)械如挖掘機(jī)和吊車等,操作人員位于機(jī)械處進(jìn)行操作時(shí),往往有比較大的危險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是目前單臂活動(dòng)裝置的操作人員位于裝置處進(jìn)行操作時(shí),往往有比較大的危險(xiǎn),目的在于提供用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),包括握柄和設(shè)置于握柄外側(cè)的握紋;所述握柄包括護(hù)壁、第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器、第三三軸加速度傳感器、控制裝置和壓力傳感器;所述第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器、第三三軸加速度傳感器、控制裝置和壓力傳感器設(shè)置在護(hù)壁內(nèi);所述第一三軸加速度傳感器設(shè)置于護(hù)壁的內(nèi)頂部;所述第二三軸加速度傳感器設(shè)置在護(hù)壁中部;所述第三三軸加速度傳感器設(shè)置于護(hù)壁的內(nèi)底部;所述控制裝置設(shè)置于第一三軸加速度傳感器和第二三軸加速度傳感器之間;所述壓力傳感器設(shè)置于握紋上;所述第二三軸加速度傳感器與壓力傳感器位于同一水平面上;所述第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器、第三三軸加速度傳感器和壓力傳感器均電連接于控制裝置;所述控制裝置根據(jù)第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器、第三三軸加速度傳感器和壓力傳感器檢測(cè)的信息控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)中,單臂活動(dòng)裝置都采用現(xiàn)場(chǎng)操作的方式,以挖掘機(jī)為例,需要操作人員在駕駛室內(nèi)對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行操作,當(dāng)挖掘機(jī)因配重等原因發(fā)生側(cè)翻或者工程現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生垮塌時(shí),操作人員的生命安全就無(wú)法得到保障。本發(fā)明應(yīng)用時(shí),控制裝置根據(jù)第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器、第三三軸加速度傳感器和壓力傳感器檢測(cè)的信息控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng),由于第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器和第三三軸加速度傳感器所處位置不同,所以控制裝置可以根據(jù)上述三個(gè)三軸加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)判斷握柄的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如:當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以水平橫向、水平縱向和垂直方向三個(gè)方向的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器,且第一三軸加速度傳感器采集的加速度與第三三軸加速度傳感器相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)和垂直縱向旋轉(zhuǎn)的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器,且第一三軸加速度傳感器采集的加速度與第三三軸加速度傳感器不同時(shí),即認(rèn)為握柄發(fā)生掉落,則停止控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)在握柄設(shè)置第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器和第三三軸加速度傳感器,實(shí)現(xiàn)了操作人員對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作,避免了操作人員發(fā)生危險(xiǎn)。
進(jìn)一步的,所述控制裝置包括:用于根據(jù)第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器和第三三軸加速度傳感器檢測(cè)到位移的不同判斷握柄旋轉(zhuǎn)角度的判斷模塊;用于根據(jù)第二三軸加速度傳感器檢測(cè)到的位移和判斷模塊判斷出的握柄旋轉(zhuǎn)角度發(fā)出控制指令的中央處理器;用于將中央處理器的控制指令發(fā)送至單臂活動(dòng)裝置的無(wú)線通信模塊。
本發(fā)明應(yīng)用時(shí),控制方式采用:當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以水平橫向、水平縱向和垂直方向三個(gè)方向的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器,且第一三軸加速度傳感器采集的加速度與第三三軸加速度傳感器相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)和垂直縱向旋轉(zhuǎn)的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器,且第一三軸加速度傳感器采集的加速度與第三三軸加速度傳感器不同時(shí),即認(rèn)為握柄發(fā)生掉落,則停止控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。以挖掘機(jī)為例:挖掘機(jī)工作時(shí)需要控制的部件為鏟斗、斗桿、動(dòng)臂和上部車體;當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直方向的位移控制鏟斗,控制方式為向上位移時(shí),張開挖斗,向下位移時(shí),打開挖斗;以水平縱向的位移控制動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng),定義為向前位移時(shí),降動(dòng)臂,向后位移時(shí),升動(dòng)臂;以水平橫向的位移控制斗桿的運(yùn)動(dòng),定義為向左位移時(shí),打開斗桿,向右位移時(shí),收起斗桿;當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器,且第一三軸加速度傳感器采集的加速度與第三三軸加速度傳感器相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)控制上部車體的運(yùn)動(dòng),定義為向左旋轉(zhuǎn)時(shí),上部車體向左旋轉(zhuǎn),向右旋轉(zhuǎn)時(shí),上部車體向右旋轉(zhuǎn)。同時(shí),無(wú)線通信模塊將中央處理器的控制指令發(fā)送至單臂活動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程控制。
再進(jìn)一步的,所述中央處理器還用于在壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)小于閾值時(shí)停止發(fā)出控制指令。
本發(fā)明應(yīng)用時(shí),當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)小于閾值,即認(rèn)為操作人員已離開握柄,則停止發(fā)出控制指令,使得本發(fā)明在使用時(shí)不會(huì)發(fā)生誤操作,使用更加安全。
再進(jìn)一步的,本發(fā)明還包括顯示裝置;所述顯示裝置安裝于握柄頂部;所述無(wú)線通信模塊還用于接收單臂活動(dòng)裝置處的圖像信號(hào)并通過(guò)顯示裝置顯示出來(lái)。
本發(fā)明應(yīng)用時(shí),顯示裝置將單臂活動(dòng)裝置的活動(dòng)狀態(tài)顯示出來(lái),使得本發(fā)明對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作更加方便。
進(jìn)一步的,所述握柄還包括鋰電池和充電插槽;所述鋰電池設(shè)置于護(hù)壁內(nèi)部且位于第二三軸加速度傳感器和第三三軸加速度傳感器之間;所述充電插槽設(shè)置于護(hù)壁上并貫通護(hù)壁且電連接于鋰電池。
本發(fā)明應(yīng)用時(shí),發(fā)明人在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)握柄采用輕便材料時(shí),鋰電池的重量占了整個(gè)發(fā)明重量的50%以上,如果鋰電池設(shè)置于護(hù)壁上部,根據(jù)壓桿穩(wěn)定原理,使用起來(lái)會(huì)加重操作人員疲勞,而本發(fā)明將鋰電池設(shè)置于護(hù)壁下部,鋰電池起到配重的作用,使得使用起來(lái)更加省力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),通過(guò)在握柄設(shè)置第一三軸加速度傳感器、第二三軸加速度傳感器和第三三軸加速度傳感器,實(shí)現(xiàn)了操作人員對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作,避免了操作人員發(fā)生危險(xiǎn);
2、本發(fā)明用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),顯示裝置將單臂活動(dòng)裝置的活動(dòng)狀態(tài)顯示出來(lái),使得本發(fā)明對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作更加方便;
3、本發(fā)明用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)小于閾值,即認(rèn)為操作人員已離開握柄,則停止發(fā)出控制指令,使得本發(fā)明在使用時(shí)不會(huì)發(fā)生誤操作,使用更加安全;
4、本發(fā)明用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),將電池設(shè)置于護(hù)壁下部,電池起到配重的作用,使得使用起來(lái)更加省力。
附圖說(shuō)明
此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明握柄結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱:
1-握柄,2-握紋,3-顯示裝置,11-護(hù)壁,12-第一三軸加速度傳感器,13-第二三軸加速度傳感器,14-第三三軸加速度傳感器,15-控制裝置,16-壓力傳感器,17-鋰電池,18-充電插槽。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明,并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
如圖1和圖2所示,本發(fā)明用于單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,包括握柄1和設(shè)置于握柄外側(cè)的握紋2;所述握柄1包括護(hù)壁11、第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13、第三三軸加速度傳感器14、控制裝置15和壓力傳感器16;所述第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13、第三三軸加速度傳感器14、控制裝置15和壓力傳感器16設(shè)置在護(hù)壁11內(nèi);所述第一三軸加速度傳感器12設(shè)置于護(hù)壁11的內(nèi)頂部;所述第二三軸加速度傳感器13設(shè)置在護(hù)壁11中部;所述第三三軸加速度傳感器14設(shè)置于護(hù)壁11的內(nèi)底部;所述控制裝置15設(shè)置于第一三軸加速度傳感器12和第二三軸加速度傳感器13之間;所述壓力傳感器16設(shè)置于握紋2上;所述第二三軸加速度傳感器13與壓力傳感器16位于同一水平面上;所述第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13、第三三軸加速度傳感器14和壓力傳感器16均電連接于控制裝置15;所述控制裝置15根據(jù)第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13、第三三軸加速度傳感器14和壓力傳感器16檢測(cè)的信息控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)施例實(shí)施時(shí),控制裝置15根據(jù)第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13、第三三軸加速度傳感器14和壓力傳感器16檢測(cè)的信息控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng),由于第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13和第三三軸加速度傳感器14所處位置不同,所以控制裝置15可以根據(jù)上述三個(gè)三軸加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)判斷握柄的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如:當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以水平橫向、水平縱向和垂直方向三個(gè)方向的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器12采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器13,且第一三軸加速度傳感器12采集的加速度與第三三軸加速度傳感器14相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)和垂直縱向旋轉(zhuǎn)的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器12采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器13,且第一三軸加速度傳感器12采集的加速度與第三三軸加速度傳感器14不同時(shí),即認(rèn)為握柄發(fā)生掉落,則停止控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)在握柄設(shè)置第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13和第三三軸加速度傳感器14,實(shí)現(xiàn)了操作人員對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作,避免了操作人員發(fā)生危險(xiǎn)。
實(shí)施例2
如圖3所示,本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,所述控制裝置15包括:用于根據(jù)第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13和第三三軸加速度傳感器14檢測(cè)到位移的不同判斷握柄1旋轉(zhuǎn)角度的判斷模塊;用于根據(jù)第二三軸加速度傳感器13檢測(cè)到的位移和判斷模塊判斷出的握柄1旋轉(zhuǎn)角度發(fā)出控制指令的中央處理器;用于將中央處理器的控制指令發(fā)送至單臂活動(dòng)裝置的無(wú)線通信模塊。
本實(shí)施例實(shí)施時(shí),第一三軸加速度傳感器12、第二三軸加速度傳感器13和第三三軸加速度傳感器14優(yōu)選為adxl335;判斷模塊優(yōu)選為odroidxu4;無(wú)線通信模塊優(yōu)選為yj-43l,中央處理器優(yōu)選為cortex-a7,控制方式采用:當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以水平橫向、水平縱向和垂直方向三個(gè)方向的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器12采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器13,且第一三軸加速度傳感器12采集的加速度與第三三軸加速度傳感器14相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)和垂直縱向旋轉(zhuǎn)的位移來(lái)控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng);當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器12采集的加速度大于第二三軸加速度傳感器13,且第一三軸加速度傳感器12采集的加速度與第三三軸加速度傳感器14不同時(shí),即認(rèn)為握柄發(fā)生掉落,則停止控制單臂活動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。以挖掘機(jī)為例:挖掘機(jī)工作時(shí)需要控制的部件為鏟斗、斗桿、動(dòng)臂和上部車體;當(dāng)三個(gè)三軸加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)相同,即認(rèn)為握柄沒(méi)有發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直方向的位移控制鏟斗,控制方式為向上位移時(shí),張開挖斗,向下位移時(shí),打開挖斗;以水平縱向的位移控制動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng),定義為向前位移時(shí),降動(dòng)臂,向后位移時(shí),升動(dòng)臂;以水平橫向的位移控制斗桿的運(yùn)動(dòng),定義為向左位移時(shí),打開斗桿,向右位移時(shí),收起斗桿;當(dāng)?shù)谝蝗S加速度傳感器采集的加速度12大于第二三軸加速度傳感器13,且第一三軸加速度傳感器12采集的加速度與第三三軸加速度傳感器14相同,即認(rèn)為握柄發(fā)生旋轉(zhuǎn),則以垂直橫向旋轉(zhuǎn)控制上部車體的運(yùn)動(dòng),定義為向左旋轉(zhuǎn)時(shí),上部車體向左旋轉(zhuǎn),向右旋轉(zhuǎn)時(shí),上部車體向右旋轉(zhuǎn)。同時(shí),無(wú)線通信模塊將中央處理器的控制指令發(fā)送至單臂活動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程控制。
實(shí)施例3
如圖3所示,本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上,所述中央處理器還用于在壓力傳感器16檢測(cè)到的壓力信號(hào)小于閾值時(shí)停止發(fā)出控制指令。
本實(shí)施例實(shí)施時(shí),壓力傳感器16優(yōu)選為fc20a;當(dāng)壓力傳感器16檢測(cè)到的壓力信號(hào)小于閾值,即認(rèn)為操作人員已離開握柄,則停止發(fā)出控制指令,使得本發(fā)明在使用時(shí)不會(huì)發(fā)生誤操作,使用更加安全。
實(shí)施例4
如圖1和圖3所示,本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上,還包括顯示裝置3;所述顯示裝置3安裝于握柄1頂部;所述無(wú)線通信模塊還用于接收單臂活動(dòng)裝置處的圖像信號(hào)并通過(guò)顯示裝置3顯示出來(lái)。
本實(shí)施例實(shí)施時(shí),顯示裝置3將單臂活動(dòng)裝置的活動(dòng)狀態(tài)顯示出來(lái),使得本發(fā)明對(duì)單臂活動(dòng)裝置的遠(yuǎn)程操作更加方便。
實(shí)施例5
如圖2所示,本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,所述握柄1還包括鋰電池17和充電插槽18;所述鋰電池17設(shè)置于護(hù)壁11內(nèi)部且位于第二三軸加速度傳感器13和第三三軸加速度傳感器14之間;所述充電插槽18設(shè)置于護(hù)壁11上并貫通護(hù)壁11且電連接于鋰電池17。
本實(shí)施例實(shí)施時(shí),發(fā)明人在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)握柄1采用輕便材料時(shí),鋰電池17的重量占了整個(gè)發(fā)明重量的50%以上,如果鋰電池17設(shè)置于護(hù)壁11上部,根據(jù)壓桿穩(wěn)定原理,使用起來(lái)會(huì)加重操作人員疲勞,而本發(fā)明將鋰電池17設(shè)置于護(hù)壁11下部,鋰電池17起到配重的作用,使得使用起來(lái)更加省力。
以上所述的具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已,并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。