一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)器人操控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人具有移動(dòng)功能，在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣(如輻射、有毒等)環(huán)境下作業(yè)和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環(huán)境作業(yè)方面，比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動(dòng)性、靈活性。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國的普遍關(guān)注。
[0003]移動(dòng)機(jī)器人的控制分有按照事先編輯好的軌跡進(jìn)行控制也有通過遙控器/示教器進(jìn)行操控。在某些特定場(chǎng)合，比如環(huán)境未知、路況復(fù)雜等，用戶常采用遙控器來控制移動(dòng)機(jī)器人按照用戶的意圖運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前這些主流的遙控器為:智能遙控器、移動(dòng)觸摸屏、示教器、電腦、手機(jī)、PAD等。這種操作方式要求我們需要實(shí)時(shí)攜帶操作終端，這不僅增加了始終者的負(fù)重，也不便于攜帶，增加了操作終端損害的概率，并且對(duì)使用者的手形成了獨(dú)占性，大大降低了始終者的工作效率，尤其在軍工、民用消防等場(chǎng)合，代表著單兵作戰(zhàn)能力的下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足本實(shí)用新型提供一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，可以給機(jī)器人操作員佩戴在手臂上，通過操作人的不同手勢(shì)以及手臂姿態(tài)對(duì)機(jī)器人的各種行為進(jìn)行操控，本實(shí)用新型主要采用如下的技術(shù)方案:
[0005]—種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，包括主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊，所述主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊通過連接條相互連接，形成一個(gè)閉環(huán)，所述主控環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有微控單元、慣性測(cè)量單元以及通訊單元，所述電源環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有電池管理單元，所述主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊上均設(shè)有肌電信號(hào)采集單元。
[0006]進(jìn)一步的，所述電池管理單元包括鋁電池和電源保護(hù)電路。
[0007]進(jìn)一步的，所述連接條采用可伸縮材料，內(nèi)部設(shè)有柔性電路板，用于將主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊電氣連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述慣性測(cè)量單元包括加速度計(jì)、陀螺儀以及磁力計(jì)。
[0009]進(jìn)一步的，所述電源環(huán)塊的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置在主控環(huán)塊的兩側(cè)，采集環(huán)塊的數(shù)量為五個(gè)，通過連接條依次相連，兩端的采集環(huán)塊通過連接條分別和主控環(huán)塊兩側(cè)的電源環(huán)塊相連。
[0010]進(jìn)一步的，所述肌電信號(hào)采集單元包括金屬極貼片、差分運(yùn)算放大電路、濾波電路，所述金屬極貼片分別設(shè)置在主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊的下表面，差分運(yùn)算放大電路、濾波電路設(shè)置在均設(shè)置在主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊內(nèi)部。
[0011]進(jìn)一步的，所述通訊單元為藍(lán)牙通訊模塊或者wifi通訊模塊或者zigbee通訊模塊。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型可以讓操作員直接穿戴在手臂上，操作員不用借助智能遙控器、智能手機(jī)等操作工具完成對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的各種行為的操作，解放了操作員的雙手，相比于基于機(jī)器視覺、紅外傳感識(shí)別等其他交互技術(shù)而言本實(shí)用新型無環(huán)境限制，可以隨身佩戴，遠(yuǎn)程操控，十分方便。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型戴在手臂上使用時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0016]以下將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]如圖1和圖2所示，一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，它的外形表現(xiàn)為一個(gè)臂環(huán)，可以給使用者穿戴在手臂上，并且其環(huán)形尺寸可以根據(jù)使用者手臂粗細(xì)的不同進(jìn)做出自適應(yīng)的調(diào)節(jié)，包括主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103，所述主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103通過連接條104相互連接，形成一個(gè)閉環(huán)，所述連接條104采用可伸縮材料，內(nèi)部設(shè)有柔性電路板，用于將主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103電氣連接，實(shí)現(xiàn)各環(huán)塊與主控環(huán)塊101之間的信號(hào)傳送以及電源環(huán)塊102對(duì)各環(huán)塊的電力輸送，所述主控環(huán)塊101的內(nèi)部設(shè)有微控單元、慣性測(cè)量單元以及通訊單元，所述通訊單元可以采用藍(lán)牙通訊模塊或者wifi通訊模塊或者zigbee等其它通訊模塊，慣性測(cè)量單元主要包括加速度計(jì)、陀螺儀以及磁力計(jì)等；所述電源環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有電池管理單元，所述電源管理單元包括鋁電池和電源保護(hù)電路，其中鋁電池給前述各個(gè)環(huán)塊中的各部件供電，電源保護(hù)電路則實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的穩(wěn)壓，防止電池過充和過放；所述主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103上均設(shè)有肌電信號(hào)采集單元。所述電源環(huán)塊102的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置在主控環(huán)塊的兩側(cè)，采集環(huán)塊103的數(shù)量為五個(gè)，通過連接條104依次相連，兩端的采集環(huán)塊103通過連接條104分別和主控環(huán)塊101兩側(cè)的電源環(huán)塊102相連，應(yīng)當(dāng)說明的是本臂環(huán)中的電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103的數(shù)量并不限定在兩個(gè)和五個(gè)，可以更少，也可以更多，并且也不一定按上述順序排設(shè)，各個(gè)環(huán)塊之間可以按照各種順序隨意排列。
[0018]所述肌電信號(hào)采集單元包括金屬極貼片105、差分運(yùn)算放大電路、濾波電路，所述金屬極貼片105分別設(shè)置在主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊103的下表面，差分運(yùn)算放大電路、濾波電路設(shè)置在均設(shè)置在主控環(huán)塊101、電源環(huán)塊102以及采集環(huán)塊內(nèi)部。
[0019]使用的時(shí)候，將本發(fā)明所述的臂環(huán)100套在手臂上，將金屬極貼片105緊貼操作員的表面皮膚，通過設(shè)置在各個(gè)環(huán)塊上的肌電信號(hào)采集單元中的金屬貼極片105來采集操作員做出不同手勢(shì)時(shí)候產(chǎn)生的肌電信號(hào)，所述肌電信號(hào)為手臂表面肌膚的電位，由于肌電信號(hào)非常微弱，最大幅值也就+5mv左右，于是通過差分運(yùn)算放大電路將信號(hào)放大到±5V以內(nèi)后再通過濾波電路進(jìn)行帶通濾波，然后再通過ADC轉(zhuǎn)換以得到當(dāng)前的手勢(shì)信號(hào)，與此同時(shí)，通過慣性測(cè)量單元得到當(dāng)前的手臂的姿態(tài)信號(hào)，微控單元將手勢(shì)信號(hào)與手臂姿態(tài)信號(hào)結(jié)合后最終得到當(dāng)前的手勢(shì)動(dòng)作的指令信號(hào)以完成對(duì)移動(dòng)機(jī)器人各種行為的操作。
[0020]需要指出的是本實(shí)用新型一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)雖然主要用于操作移動(dòng)機(jī)器人，但實(shí)際的實(shí)用并不局限于此，同樣可以應(yīng)用到操控家庭影院系統(tǒng)、家居安防系統(tǒng)、廚衛(wèi)系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等智能家居生活中。
[0021]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:包括主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊(103)，所述主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊(103)通過連接條(104)相互連接，形成一個(gè)閉環(huán)，所述主控環(huán)塊(101)的內(nèi)部設(shè)有微控單元、慣性測(cè)量單元以及通訊單元，所述電源環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有電池管理單元，所述主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊(103)上均設(shè)有肌電信號(hào)采集單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:所述電池管理單元包括鋁電池和電源保護(hù)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:所述連接條(104)采用可伸縮材料，內(nèi)部設(shè)有柔性電路板，用于將主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊(103)電氣連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:所述慣性測(cè)量單元包括加速度計(jì)、陀螺儀以及磁力計(jì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:所述電源環(huán)塊(102)的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置在主控環(huán)塊的兩側(cè)，采集環(huán)塊(103)的數(shù)量為五個(gè)，通過連接條(104)依次相連，兩端的采集環(huán)塊(103)通過連接條(104)分別和主控環(huán)塊(101)兩側(cè)的電源環(huán)塊(102)相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于:所述肌電信號(hào)采集單元包括金屬極貼片(105)、差分運(yùn)算放大電路、濾波電路，所述金屬極貼片(105)分別設(shè)置在主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊(103)的下表面，差分運(yùn)算放大電路、濾波電路設(shè)置在均設(shè)置在主控環(huán)塊(101)、電源環(huán)塊(102)以及采集環(huán)塊內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，其特征在于，所述通訊單元為藍(lán)牙通訊模塊或者wifi通訊模塊或者zigbee通訊模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用手勢(shì)操控移動(dòng)機(jī)器人的可穿戴臂環(huán)，包括主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊，所述主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊通過連接條相互連接，形成一個(gè)閉環(huán)，所述主控環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有微控單元、慣性測(cè)量單元以及通訊單元，所述電源環(huán)塊的內(nèi)部設(shè)有電池管理單元，所述主控環(huán)塊、電源環(huán)塊以及采集環(huán)塊上均設(shè)有肌電信號(hào)采集單元，本實(shí)用新型可以讓操作員直接穿戴在手臂上，操作員不用借助智能遙控器、智能手機(jī)等操作工具完成對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的各種行為的操作，解放了操作員的雙手，相比于基于機(jī)器視覺、紅外傳感識(shí)別等其他交互技術(shù)而言本實(shí)用新型無環(huán)境限制，可以隨身佩戴，遠(yuǎn)程操控，十分方便。
【IPC分類】G06F3/01
【公開號(hào)】CN204790855
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520499314
【發(fā)明人】尤躍東, 徐豐, 郭朝, 阮洋, 范淵杰
【申請(qǐng)人】昆山美萊來工業(yè)設(shè)備有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日