CN107511827A - 一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置 - Google Patents

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陈磊
肖鹏程
刘志强
陈俊
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Wuhan Kang Car Automation Equipment Co Ltd
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Wuhan Kang Car Automation Equipment Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion

Abstract

一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，包括动作捕获装置，控制器，机械手臂；动作捕获装置，安装在桌面或工作台底下，用于捕获腿部动作，并将动作信息实时的传递给控制器；控制器，用于处理腿部动作信息，并将腿部动作转换为机械手臂的控制指令，实时的控制机械手臂；机械手臂，固定在桌面或工作台上；可跟随腿部的动作而运作；所述动作捕获装置为动作捕捉摄像头和/或姿态检测传感器。

Description

一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置
技术领域
本发明涉及一种控制机械手臂的装置，尤其是通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置。
背景技术
手臂残疾人，在生活和工作中会遇到很多困难，他们不能像正常人一样用手臂处理各种事情，做精细的工作。只有少部分毅力坚强的手臂残疾人可以用腿脚代替手臂处理各种事务。但是将脚抬到桌面上处理生活或工作中的事情并不方便、不卫生、也不雅观。
在某些特殊领域，工作人员双手并不能很好的完成工作，往往需要第三只或第四只手臂协同配合。这就需要同一个大脑来指挥第三只或第四只手臂。
随着科技的发展，机械手臂在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域发挥了巨大的作用。目前通过脑电波控制机械手臂的技术仍处于实验室阶段，并不成熟。且造价昂贵。
发明内容
针对以上所述，本发明的目的在于提供一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，以解决上述问题中的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，包括动作捕获装置，控制器，机械手臂；
动作捕获装置，安装在桌面或工作台底下，用于捕获腿部动作，并将动作信息实时的传递给控制器。
控制器，用于处理腿部动作信息，并将腿部动作转换为机械手臂的控制指令，实时的控制机械手臂。
机械手臂，固定在桌面或工作台上；可跟随腿部的动作而运作。
所述动作捕获装置为动作捕捉摄像头和/或姿态检测传感器。
姿态检测传感器由三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴电子罗盘融合而成，通过姿态检测算法，可以准确地捕获腿部和脚部的动作。
进一步，还包括嵌入在所述控制器上的编程模块，用户可以将常用动作编辑成固定指令，并存储在控制其中。
进一步，还包括与所述控制器连接的语音识别模块，可以通过语音指令，控制机械手臂完成固定动作。
所述机械臂，还可以安装在人体肩部上。当用户行走时，它可以配合腿部作摆臂动作，也可以帮用户拿一些物品。跌倒时，可以迅速支撑住人体，防止受伤。当人体坐下时，可以由腿部和脚部控制机械手臂工作。
附图说明
图1为装置示意图。
图2为姿态传感器安装示意图。
其中，1-动作捕获装置2-控制器3-机械手臂4-桌面5-鞋子6-姿态传感器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1中，一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，包括动作捕获装置1，安装在桌面4底下，用于捕获腿部和脚部动作；控制器2，用于处理捕获的动作信息，并控制机械手臂运动；机械手臂3，安装在桌面4上，用于辅助用户生活和工作。
用户在使用时，坐在桌子前，腿部和脚部自然放置在桌面4底下。动作捕获装置1，可以实时地、清晰地拍摄腿部和脚部的动作画面，控制器2运用计算机图像处理算法，将动作转换为机械手臂3运动的指令，控制机械手臂3跟随用户的腿部和脚部运动。因此用户只需移动腿或脚，就可以控制机械手臂3完成一些事务。用户经过一段时间练习，可以熟练的完成一些日常的生活和工作。比如，控制机械手臂3握持餐具吃饭、执笔写字、操作计算机等等。对于一些科研人员，可以用腿部脚部控制机械手臂3辅助双手完成一些实验操作。
如图2，本实施例中，动作捕获装置1为动作捕捉摄像头和/或姿态检测传感器6，姿态传感器6可以用魔术带固定在用户的鞋子5上。当鞋子5处于桌面底下时，才可以控制机械手臂3工作。姿态传感器6由三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器、三轴电子罗盘传感器融合而成。通过算法可以准确的捕获脚部和腿部动作，并通过无线通信的方式将动作信息发送给控制器2。
本实施例中，用户可以将常用动作录制在控制器2。控制器2连接语音识别模块，用户可以使用语音指令控制机械手臂3完成常用动作。
在一些实施方式中，机械手臂3还可以安装在用户的肩部。手臂残疾用户在行走时，机械手臂3可以跟随步伐作摆臂动作。也可以负重，帮助用户搬、拿一些物品。在用户跌倒时，还可以支撑住身体，防止受伤。
以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：包括动作捕获装置，控制器，机械手臂；
动作捕获装置，安装在桌面或工作台底下，用于捕获腿部动作，并将动作信息实时的传递给控制器；
控制器，用于处理腿部动作信息，并将腿部动作转换为机械手臂的控制指令，实时的控制机械手臂；
机械手臂，固定在桌面或工作台上；可跟随腿部的动作而运作。
2.根据权利要求1所述的通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：所述动作捕获装置为动作捕捉摄像头和/或姿态检测传感器。
3.根据权利要求2所述的通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：姿态检测传感器由三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴电子罗盘融合而成，通过姿态检测算法，可以准确地捕获腿部和脚部的动作。
4.根据权利要求1所述的通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：还包括嵌入在所述控制器上的编程模块，用户可以将常用动作编辑成固定指令，并存储在控制其中。
5.根据权利要求1所述的通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：还包括与所述控制器连接的语音识别模块，可以通过语音指令，控制机械手臂完成固定动作；用户可以将常用动作录制在控制器，通过语音识别模块，用户可以使用语音指令控制机械手臂完成常用动作。
6.根据权利要求1所述的通过捕捉腿部动作来控制机械手臂的装置，其特征在于：所述机械臂，可安装在人体肩部上；当用户行走时，它可以配合腿部作摆臂动作，也可以帮用户拿一些物品；跌倒时，可以迅速支撑住人体，防止受伤；当人体坐下时，可以由腿部和脚部控制机械手臂工作。
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