CN108255301B - 压力传感手套以及压力感知手型外套 - Google Patents
压力传感手套以及压力感知手型外套 Download PDFInfo
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Abstract
压力传感手套以及压力感知手型外套,属于电子科技领域。是由传感手套与感知手型外套组成的。传感手套具有传力层、供电线和数据线包裹层、单片机控制器、蓄电池、电线及其插头、数据线、微元传感单位等结构,感知手型外套具有受力层、供电线和数据线包裹层、蓄电池、电线及其插头、单片机压力信息收集器、微元受力感知单元等结构。该发明的有益之处是:针对类人类机器人远距离传感方面,该发明提供了一种远距离传感的可行方式,通过传感手套接收并模拟位于远距离外的感知手型外套传输来的触觉信息,进而使得使用者双手随时并且及时地获取远距离外类人类机器人的手部的完整的触觉信息。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感手套以及压力感知手型外套,具体地说是两副采用了传感功能的手套模型,属于电子科技领域。
背景技术
随着VR技术与机器人技术的发展,人们对于控制与模拟方面提出了更高的要求,针对虚拟世界的感知亦或是类人类机器人远距离传感方面,为了实现更加逼真的模拟感知效果,需要一种能够产生更加接近现实感觉的传感手套,但目前市场上没有该类装置。
发明内容
针对上述的不足,本发明提供了压力传感手套以及压力感知手型外套。
本发明是通过以下技术方案实现的:压力传感手套以及压力感知手型外套,是由传感手套与感知手型外套组成的,所述的传感手套具有传力层、供电线和数据线包裹层、单片机控制器、蓄电池、电线及其插头、数据线、微元传感单位等结构,所述的感知手型外套具有受力层、供电线和数据线包裹层、蓄电池、电线及其插头、单片机压力信息收集器、微元受力感知单元等结构,所述的微元传感单位又具有微元传力块、微元伸出体、铰链挡板、铰链、可动螺栓结点、微元可控杆、微元电机、微元矩形套筒、微元传动杆、微元矩形滑轨等结构,所述的微元受力感知单位又具有微元受力块、微元弹簧、微元中心柱、微元圆形套筒、微型压力传感器等结构,其特征在于:传感手套具有类似普通五指手套的外形,传力层与供电线和数据线包裹层位于传感手套内部,供电线和数据线包裹层覆盖并固定在传感手套内表面,传力层覆盖并固定在供电线和数据线包裹层表面上,由外向内共三层,分别为传感手套、供电线和数据线包裹层、传力层三部分;传力层一层是由一个个微元传感单位彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元传力块的一端为微元传感单位的顶部,微元传感单位的顶部朝向传感手套内部,进而使得微元传力块可与使用者手部的皮肤相接触,微元传感单位的底部固定在供电线和数据线包裹层上表面上,但被单片机控制器与蓄电池所覆盖部分的传力层不具有微元传感单位;供电线和数据线包裹层具有连接传力层与蓄电池、传力层与单片机控制器的功能,蓄电池通过供电线和数据线包裹层为传力层中的微元传感单位供电,单片机控制器通过供电线和数据线包裹层控制传力层中的微元传感单位的工作;蓄电池与单片机控制器并排安装于传感手套的外表面的手腕处,单片机控制器上连接有数据线,该数据线又与位于感知手型外套上的单片机压力信息收集器连接在一起,微元传感单位、单片机控制器均由蓄电池供电,蓄电池可通过电线及其插头与外部电源相互连接,进而为蓄电池补充电能;感知手型外套具有与传感手套相同的外形,受力层与供电线和数据线包裹层位于感知手型外套外部,供电线和数据线包裹层覆盖并固定在感知手型外套外表面,受力层覆盖并固定在供电线和数据线包裹层表面上,由内向外共三层,分别为感知手型外套、供电线和数据线包裹层、受力层三部分;受力层一层是由一个个微元受力感知单位彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元受力块的一端为微元受力感知单位的顶部,微元受力感知单位的顶部朝向感知手型外套的外部,进而使得微元受力感知单位可与外部物体相接触,微元受力感知单位的底部固定在供电线和数据线包裹层上表面上,但被单片机压力信息收集器与蓄电池所覆盖部分的受力层不具有微元受力感知单位;供电线和数据线包裹层具有连接受力层与蓄电池、受力层与单片机压力信息收集器的功能,蓄电池通过供电线和数据线包裹层为受力层中的微元受力感知单位供电,单片机压力信息收集器通过供电线和数据线包裹层接收来自受力层中的微元受力感知单位传回的压力信息;蓄电池与单片机压力信息收集器并排安装于感知手型外套的外表面的手腕处,微元受力感知单位、单片机压力信息收集器均由蓄电池供电,蓄电池可通过电线及其插头与外部电源相互连接,进而为蓄电池补充电能,蓄电池上具有USB充电口结构;本发明的说明书以及附图中的传感手套、感知手型外套以左手为例进行描述,右手结构与左手所具有的结构相同,各个结构安装位置对称即可,本发明的制作需要左右手成对制作使用,本发明的使用以针对类人类机器人的应用为例进行介绍。
所述的传感手套与感知手型外套由人工合成纤维材料制作而成,该材料的使用使得传感手套与感知手型外套具有较大的弹性和优秀的张力,可以容纳多种不同大小的手型,同时使得传力层可以与使用者手部贴紧,感知手型外套可以与机器人手部外壳贴紧。
所述的传力层与受力层中的微元传感单位与微元受力感知单位数量相同,单个的微元传感单位与单个的微元受力感知单位位置一一对应。
所述的电线及其插头,一端具有USB插头,另一端具有电源插头。
所述的微元传感单位又具有微元传力块、微元伸出体、铰链挡板、铰链、可动螺栓结点、微元可控杆、微元电机、微元矩形套筒、微元传动杆、微元矩形滑轨等结构,微元传感单位个体十分微小,高约两毫米,长宽约一毫米,微元矩形套筒一端具有完整的矩形开口,微元传感单位以微元矩形套筒的内部底部表面为安装基础,安装有微元矩形滑轨、微元电机两结构,微元电机以围绕其中心对称轴转动的方式工作,微元电机的转动受到单片机控制器所发出的运动命令的管控,微元可控杆的一端固定在微元电机上,微元可控杆的另一端与微元传动杆的一端通过可动螺栓结点相连接,使得微元传动杆可绕微元可控杆转动,微元传动杆的另一端通过铰链固定在微元伸出体上;铰链处安装有铰链挡板,铰链挡板的作用在于,控制微元传动杆与铰链的相对转动方向,使得当微元传动杆受到微元可控杆的力的作用时,微元传动杆前伸带动微元伸出体前伸的同时,只能绕铰链向更接近微元伸出体的方向转动;微元伸出体被安装于微元矩形滑轨内部,使得微元伸出体的运动被微元矩形滑轨约束并且只能沿着微元矩形滑轨上下运动,微元伸出体的顶端安装有微元传力块,微元伸出体的可运动距离全长为一毫米,进而使得微元伸出体可以伸出的运动长度最长为一毫米;当微元电机受到单片机控制器所发出的控制命令转动时,微元电机带动与其相固定的微元可控杆一同转动,微元可控杆向前旋转的同时,带动微元传动杆前伸,进而带动微元伸出体前伸,推动微元传力块向上运动,当微元伸出体的上部表面与微元矩形套筒的上部表面齐平时,微元电机到达最大转动距离并停止旋转;单片机控制器可以控制传力层中,任意位置任意数量的微元传感单位的伸缩,并可以精确控制其微元传感单位的伸缩长度。
所述的微元受力感知单位又具有微元受力块、微元弹簧、微元中心柱、微元圆形套筒、微型压力传感器等结构,微元受力感知单位个体十分微小,高约两毫米,微元圆形套筒直径约一毫米,微元圆形套筒一端具有完整的圆形开口,微元受力感知单位以微元圆形套筒的内部底部表面为安装基础,微元圆形套筒的内部底部表面上安装有微型压力传感器,微型压力传感器的上表面安装有微元中心柱和微元弹簧,微元弹簧的顶端连接着微元受力块,微元受力块与微元传力块形状相同;未使用状态下的微元弹簧处于自然展开的状态,当微元受力块的上表面受到压力作用时,微元受力块将会压缩与其相连接的微元弹簧并向下运动,微元受力块的最大运动距离受到微元中心柱的限制,微元受力块的上表面所受压力将会由微型压力传感器收集并通过供电线和数据线包裹层传输给单片机压力信息收集器;未使用状态下的微元弹簧超出微元中心柱的距离为一毫米,即最长伸出距离,此时微型压力传感器没有压力感知,当微元受力块受到压力作用,并且被压至与微元中心柱顶部相接触时,微型压力传感器感知到压力,记作N,此压力为微型压力传感器能够传感的最大压力,此时即便压力继续增加,微型压力传感器能够传输给单片机压力信息收集器的压力数值也不会超过N。
所述的单片机压力信息收集器能够收集到受力层的任意位置任意数量的微型压力传感器所传输的压力数值,单片机压力信息收集器收集到受力层传输来的压力数值后,将会记忆受力层中受到压力作用的微元受力感知单位的固定位置,并且计算该微元受力感知单位压力与长度的关系,根据公式F=KX(F为微型压力传感器记录压力数值,K为微元弹簧的劲度系数,X为微元受力块运动长度),计算出微元受力块的运动长度X,当单片机压力信息收集器计算得出数值X后,将会立即将数值X以及该微元受力感知单位的位置通过数据线传递给单片机控制器,单片机控制器将会根据单片机压力信息收集器传输来的微元受力感知单位的位置信息,控制到传力层中与受力层相对应的位置的微元传感单位,并根据数值X控制该微元传感单位当中的微元电机工作,使得微元传力块伸长并使得运动长度同为数值X。
该发明的有益之处是,针对类人类机器人远距离传感方面,该发明提供了一种远距离传感的可行方式,通过传感手套接收并模拟位于远距离外的感知手型外套传输来的触觉信息,进而使得使用者双手随时并且及时地获取远距离外类人类机器人的手部的完整的触觉信息。
附图说明
附图1为本发明的传感手套(左手)和感知手型外套(左手)相连接的结构示意图,附图2为本发明处于最大压缩状态下的微元受力感知单位(不带微元圆形套筒)的结构示意图,图3为本发明处于最大自然伸展状态下的微元受力感知单位(带微元圆形套筒)的结构示意图,图4为本发明处于最大压缩状态下的微元受力感知单位(带微元圆形套筒)的结构示意图,图5为本发明处于最大自然伸展状态下的微元传感单位(不带微元矩形套筒)的结构示意图,图6为本发明处于最大压缩状态下的微元传感单位(不带微元矩形套筒)的结构示意图,图7为本发明处于最大自然伸展状态下的微元传感单位(带微元矩形套筒)的结构示意图,图8为本发明处于最大压缩状态下的微元传感单位(带微元矩形套筒)的结构示意图,图9为本发明中微元传感单位中有关可动螺栓结点的局部结构放大示意图,图10为本发明中传感手套的结构示意图,图11为本发明中感知手型外套的结构示意图,图12为本发明中电线及其插头的结构示意图。
图中,1、传感手套,2、感知手型外套,3、传力层,4、受力层,5、供电线和数据线包裹层,6、单片机控制器,7、蓄电池,8、电线及其插头,9、单片机压力信息收集器,10、数据线,11、微元传感单位,12、微元受力感知单位,1101、微元传力块,1102、微元伸出体,1103、铰链挡板,1104、铰链,1105、可动螺栓结点,1106、微元可控杆,1107、微元电机,1108、微元矩形套筒,1109、微元传动杆,1110、微元矩形滑轨,1201、微元受力块,1202、微元弹簧,1203、微元中心柱,1204、微元圆形套筒,1205、微型压力传感器。
具体实施方式
压力传感手套以及压力感知手型外套,是由传感手套1与感知手型外套2组成的,所述的传感手套1具有传力层3、供电线和数据线包裹层5、单片机控制器6、蓄电池7、电线及其插头8、数据线10、微元传感单位11等结构,所述的感知手型外套2具有受力层4、供电线和数据线包裹层5、蓄电池7、电线及其插头8、单片机压力信息收集器9、微元受力感知单元12等结构,所述的微元传感单位11又具有微元传力块1101、微元伸出体1102、铰链挡板1103、铰链1104、可动螺栓结点1105、微元可控杆1106、微元电机1107、微元矩形套筒1108、微元传动杆1109、微元矩形滑轨1110等结构,所述的微元受力感知单位12又具有微元受力块1201、微元弹簧1202、微元中心柱1203、微元圆形套筒1204、微型压力传感器1205等结构,其特征在于:传感手套1具有类似普通五指手套的外形,传力层3与供电线和数据线包裹层5位于传感手套1内部,供电线和数据线包裹层5覆盖并固定在传感手套1内表面,传力层3覆盖并固定在供电线和数据线包裹层5表面上,由外向内共三层,分别为传感手套1、供电线和数据线包裹层5、传力层3三部分;传力层3一层是由一个个微元传感单位11彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元传力块1101的一端为微元传感单位11的顶部,微元传感单位11的顶部朝向传感手套1内部,进而使得微元传力块1101可与使用者手部的皮肤相接触,微元传感单位11的底部固定在供电线和数据线包裹层5上表面上,但被单片机控制器6与蓄电池7所覆盖部分的传力层3不具有微元传感单位11;供电线和数据线包裹层5具有连接传力层3与蓄电池7、传力层3与单片机控制器6的功能,蓄电池7通过供电线和数据线包裹层5为传力层3中的微元传感单位11供电,单片机控制器6通过供电线和数据线包裹层5控制传力层3中的微元传感单位11的工作;蓄电池7与单片机控制器6并排安装于传感手套1的外表面的手腕处,单片机控制器6上连接有数据线10,该数据线10又与位于感知手型外套2上的单片机压力信息收集器9连接在一起,微元传感单位11、单片机控制器6均由蓄电池7供电,蓄电池7可通过电线及其插头8与外部电源相互连接,进而为蓄电池7补充电能;感知手型外套2具有与传感手套1相同的外形,受力层4与供电线和数据线包裹层5位于感知手型外套2外部,供电线和数据线包裹层5覆盖并固定在感知手型外套2外表面,受力层4覆盖并固定在供电线和数据线包裹层5表面上,由内向外共三层,分别为感知手型外套2、供电线和数据线包裹层5、受力层4三部分;受力层4一层是由一个个微元受力感知单位12彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元受力块1201的一端为微元受力感知单位12的顶部,微元受力感知单位12的顶部朝向感知手型外套2的外部,进而使得微元受力感知单位12可与外部物体相接触,微元受力感知单位12的底部固定在供电线和数据线包裹层5上表面上,但被单片机压力信息收集器9与蓄电池7所覆盖部分的受力层4不具有微元受力感知单位12;供电线和数据线包裹层5具有连接受力层4与蓄电池7、受力层4与单片机压力信息收集器9的功能,蓄电池7通过供电线和数据线包裹层5为受力层4中的微元受力感知单位12供电,单片机压力信息收集器9通过供电线和数据线包裹层5接收来自受力层4中的微元受力感知单位12传回的压力信息;蓄电池7与单片机压力信息收集器9并排安装于感知手型外套2的外表面的手腕处,微元受力感知单位12、单片机压力信息收集器9均由蓄电池7供电,蓄电池7可通过电线及其插头8与外部电源相互连接,进而为蓄电池7补充电能,蓄电池7上具有USB充电口结构;本发明的说明书以及附图中的传感手套1、感知手型外套2以左手为例进行描述,右手结构与左手所具有的结构相同,各个结构安装位置对称即可,本发明的制作需要左右手成对制作使用,本发明的使用以针对类人类机器人的应用为例进行介绍。
所述的传感手套1与感知手型外套2由人工合成纤维材料制作而成,该材料的使用使得传感手套1与感知手型外套2具有较大的弹性和优秀的张力,可以容纳多种不同大小的手型,同时使得传力层3可以与使用者手部贴紧,感知手型外套2可以与机器人手部外壳贴紧。
所述的传力层3与受力层4中的微元传感单位11与微元受力感知单位12数量相同,单个的微元传感单位11与单个的微元受力感知单位12位置一一对应。
所述的电线及其插头8,一端具有USB插头,另一端具有电源插头。
所述的微元传感单位11又具有微元传力块1101、微元伸出体1102、铰链挡板1103、铰链1104、可动螺栓结点1105、微元可控杆1106、微元电机1107、微元矩形套筒1108、微元传动杆1109、微元矩形滑轨1110等结构,微元传感单位11个体十分微小,高约两毫米,长宽约一毫米,微元矩形套筒1108一端具有完整的矩形开口,微元传感单位11以微元矩形套筒1108的内部底部表面为安装基础,安装有微元矩形滑轨1110、微元电机1107两结构,微元电机1107以围绕其中心对称轴转动的方式工作,微元电机1107的转动受到单片机控制器6所发出的运动命令的管控,微元可控杆1106的一端固定在微元电机1107上,微元可控杆1106的另一端与微元传动杆1109的一端通过可动螺栓结点1105相连接,使得微元传动杆1109可绕微元可控杆1106转动,微元传动杆1109的另一端通过铰链1104固定在微元伸出体1102上;铰链1104处安装有铰链挡板1103,铰链挡板1103的作用在于,控制微元传动杆1109与铰链1104的相对转动方向,使得当微元传动杆1109受到微元可控杆1106的力的作用时,微元传动杆1109前伸带动微元伸出体1102前伸的同时,只能绕铰链1104向更接近微元伸出体1102的方向转动;微元伸出体1102被安装于微元矩形滑轨1110内部,使得微元伸出体1102的运动被微元矩形滑轨1110约束并且只能沿着微元矩形滑轨1110上下运动,微元伸出体1102的顶端安装有微元传力块1101,微元伸出体1102的可运动距离全长为一毫米,进而使得微元伸出体1102可以伸出的运动长度最长为一毫米;当微元电机1107受到单片机控制器6所发出的控制命令转动时,微元电机1107带动与其相固定的微元可控杆1106一同转动,微元可控杆1106向前旋转的同时,带动微元传动杆1109前伸,进而带动微元伸出体1102前伸,推动微元传力块1101向上运动,当微元伸出体1102的上部表面与微元矩形套筒1108的上部表面齐平时,微元电机1107到达最大转动距离并停止旋转;单片机控制器6可以控制传力层3中,任意位置任意数量的微元传感单位11的伸缩,并可以精确控制其微元传感单位11的伸缩长度。
所述的微元受力感知单位12又具有微元受力块1201、微元弹簧1202、微元中心柱1203、微元圆形套筒1204、微型压力传感器1205等结构,微元受力感知单位12个体十分微小,高约两毫米,微元圆形套筒1204直径约一毫米,微元圆形套筒1204一端具有完整的圆形开口,微元受力感知单位12以微元圆形套筒1204的内部底部表面为安装基础,微元圆形套筒1204的内部底部表面上安装有微型压力传感器1205,微型压力传感器1205的上表面安装有微元中心柱1203和微元弹簧1202,微元弹簧1202的顶端连接着微元受力块1201,微元受力块1201与微元传力块1101形状相同;未使用状态下的微元弹簧1202处于自然展开的状态,当微元受力块1201的上表面受到压力作用时,微元受力块1201将会压缩与其相连接的微元弹簧1202并向下运动,微元受力块1201的最大运动距离受到微元中心柱1203的限制,微元受力块1201的上表面所受压力将会由微型压力传感器1205收集并通过供电线和数据线包裹层5传输给单片机压力信息收集器9;未使用状态下的微元弹簧1202超出微元中心柱1203的距离为一毫米,即最长伸出距离,此时微型压力传感器1205没有压力感知,当微元受力块1201受到压力作用,并且被压至与微元中心柱1203顶部相接触时,微型压力传感器1205感知到压力,记作N,此压力为微型压力传感器1205能够传感的最大压力,此时即便压力继续增加,微型压力传感器1205能够传输给单片机压力信息收集器9的压力数值也不会超过N。
所述的单片机压力信息收集器9能够收集到受力层4的任意位置任意数量的微型压力传感器1205所传输的压力数值,单片机压力信息收集器9收集到受力层4传输来的压力数值后,将会记忆受力层4中受到压力作用的微元受力感知单位12的固定位置,并且计算该微元受力感知单位12压力与长度的关系,根据公式F=KX(F为微型压力传感器1205记录压力数值,K为微元弹簧1202的劲度系数,X为微元受力块1201运动长度),计算出微元受力块1201的运动长度X,当单片机压力信息收集器9计算得出数值X后,将会立即将数值X以及该微元受力感知单位12的位置通过数据线10传递给单片机控制器6,单片机控制器6将会根据单片机压力信息收集器9传输来的微元受力感知单位12的位置信息,控制到传力层3中与受力层4相对应的位置的微元传感单位11,并根据数值X控制该微元传感单位11当中的微元电机1107工作,使得微元传力块1101伸长并使得运动长度同为数值X。
通过电线及其插头8为蓄电池7充满电能,将感知手型外套2套在类人类机器人的手部结构上,并使感知手型外套2与机器人手部外壳贴紧,将传感手套1套在使用者双手上,并使传力层3与使用者手部皮肤贴紧。
此时,当类人类机器人的手部结构与外界物体相互接触时,使用者双手将会感知到远距离外的类人类机器人的手部结构所受的完整的触觉感觉。
对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种压力传感知系统,是由传感手套与感知手型外套组成的,所述的传感手套具有传力层、供电线和数据线包裹层、单片机控制器、蓄电池、电线及其插头、数据线、微元传感单位,所述的感知手型外套具有受力层、供电线和数据线包裹层、蓄电池、电线及其插头、单片机压力信息收集器、微元受力感知单元,所述的微元传感单位又具有微元传力块、微元伸出体、铰链挡板、铰链、可动螺栓结点、微元可控杆、微元电机、微元矩形套筒、微元传动杆、微元矩形滑轨,所述的微元受力感知单位又具有微元受力块、微元弹簧、微元中心柱、微元圆形套筒、微型压力传感器,其特征在于:传感手套具有普通五指手套的外形,传力层与供电线和数据线包裹层位于传感手套内部,供电线和数据线包裹层覆盖并固定在传感手套内表面,传力层覆盖并固定在供电线和数据线包裹层表面上,由外向内共三层,分别为传感手套、供电线和数据线包裹层、传力层三部分;传力层一层是由一个个微元传感单位彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元传力块的一端为微元传感单位的顶部,微元传感单位的顶部朝向传感手套内部,进而使得微元传力块与使用者手部的皮肤相接触,微元传感单位的底部固定在供电线和数据线包裹层上表面上,但被单片机控制器与蓄电池所覆盖部分的传力层不具有微元传感单位;供电线和数据线包裹层具有连接传力层与蓄电池、传力层与单片机控制器的功能,蓄电池通过供电线和数据线包裹层为传力层中的微元传感单位供电,单片机控制器通过供电线和数据线包裹层控制传力层中的微元传感单位的工作;蓄电池与单片机控制器并排安装于传感手套的外表面的手腕处,单片机控制器上连接有数据线,该数据线又与位于感知手型外套上的单片机压力信息收集器连接在一起,微元传感单位、单片机控制器均由蓄电池供电,蓄电池通过电线及其插头与外部电源相互连接,进而为蓄电池补充电能;感知手型外套具有与传感手套相同的外形,受力层与供电线和数据线包裹层位于感知手型外套外部,供电线和数据线包裹层覆盖并固定在感知手型外套外表面,受力层覆盖并固定在供电线和数据线包裹层表面上,由内向外共三层,分别为感知手型外套、供电线和数据线包裹层、受力层三部分;受力层一层是由一个个微元受力感知单位彼此连接成一体组成的面状结构,具有微元受力块的一端为微元受力感知单位的顶部,微元受力感知单位的顶部朝向感知手型外套的外部,进而使得微元受力感知单位与外部物体相接触,微元受力感知单位的底部固定在供电线和数据线包裹层上表面上,但被单片机压力信息收集器与蓄电池所覆盖部分的受力层不具有微元受力感知单位;供电线和数据线包裹层具有连接受力层与蓄电池、受力层与单片机压力信息收集器的功能,蓄电池通过供电线和数据线包裹层为受力层中的微元受力感知单位供电,单片机压力信息收集器通过供电线和数据线包裹层接收来自受力层中的微元受力感知单位传回的压力信息;蓄电池与单片机压力信息收集器并排安装于感知手型外套的外表面的手腕处,微元受力感知单位、单片机压力信息收集器均由蓄电池供电,蓄电池通过电线及其插头与外部电源相互连接,进而为蓄电池补充电能,蓄电池上具有USB充电口结构;
所述的微元传感单位又具有微元传力块、微元伸出体、铰链挡板、铰链、可动螺栓结点、微元可控杆、微元电机、微元矩形套筒、微元传动杆、微元矩形滑轨;当微元电机受到单片机控制器所发出的控制命令转动时,微元电机带动与其相固定的微元可控杆一同转动,微元可控杆向前旋转的同时,带动微元传动杆前伸,进而带动微元伸出体前伸,推动微元传力块向上运动,当微元伸出体的上部表面与微元矩形套筒的上部表面齐平时,微元电机到达最大转动距离并停止旋转;单片机控制器控制传力层中,任意位置任意数量的微元传感单位的伸缩,并精确控制其微元传感单位的伸缩长度;
所述的微元受力感知单位又具有微元受力块、微元弹簧、微元中心柱、微元圆形套筒、微型压力传感器,微元受力感知单位高两毫米,微元圆形套筒直径一毫米,微元圆形套筒一端具有完整的圆形开口,微元受力感知单位以微元圆形套筒的内部底部表面为安装基础,微元圆形套筒的内部底部表面上安装有微型压力传感器,微型压力传感器的上表面安装有微元中心柱和微元弹簧,微元弹簧的顶端连接着微元受力块,微元受力块与微元传力块形状相同;未使用状态下的微元弹簧处于自然展开的状态,当微元受力块的上表面受到压力作用时,微元受力块将会压缩与其相连接的微元弹簧并向下运动,微元受力块的最大运动距离受到微元中心柱的限制,微元受力块的上表面所受压力将会由微型压力传感器收集并通过供电线和数据线包裹层传输给单片机压力信息收集器;未使用状态下的微元弹簧超出微元中心柱的距离为一毫米,即最长伸出距离,此时微型压力传感器没有压力感知,当微元受力块受到压力作用,并且被压至与微元中心柱顶部相接触时,微型压力传感器感知到压力,记作N,此压力为微型压力传感器能够传感的最大压力,此时即便压力继续增加,微型压力传感器能够传输给单片机压力信息收集器的压力数值也不会超过N;
所述的单片机压力信息收集器能够收集到受力层的任意位置任意数量的微型压力传感器所传输的压力数值,单片机压力信息收集器收集到受力层传输来的压力数值后,将会记忆受力层中受到压力作用的微元受力感知单位的固定位置,并且计算该微元受力感知单位压力与长度的关系,根据公式F=KX,计算出微元受力块的运动长度X,当单片机压力信息收集器计算得出数值X后,将会立即将数值X以及该微元受力感知单位的位置通过数据线传递给单片机控制器,单片机控制器将会根据单片机压力信息收集器传输来的微元受力感知单位的位置信息,控制到传力层中与受力层相对应的位置的微元传感单位,并根据数值X控制该微元传感单位当中的微元电机工作,使得微元传力块伸长并使得运动长度同为数值X;其中,F为微型压力传感器记录压力数值,K为微元弹簧的劲度系数,X为微元受力块运动长度。
2.如权利要求1所述的一种压力传感知系统,其特征在于,所述的传感手套与感知手型外套由人工合成纤维材料制作而成。
3.如权利要求1所述的一种压力传感知系统,其特征在于,所述的传力层与受力层中的微元传感单位与微元受力感知单位数量相同,单个的微元传感单位与单个的微元受力感知单位位置一一对应。
4.如权利要求1所述的一种压力传感知系统,其特征在于,所述的电线及其插头,一端具有USB插头,另一端具有电源插头。
5.如权利要求1所述的一种压力传感知系统,其特征在于,微元传感单位高两毫米,长宽一毫米,微元矩形套筒一端具有完整的矩形开口,微元传感单位以微元矩形套筒的内部底部表面为安装基础,安装有微元矩形滑轨、微元电机两结构,微元电机以围绕其中心对称轴转动的方式工作,微元电机的转动受到单片机控制器所发出的运动命令的管控,微元可控杆的一端固定在微元电机上,微元可控杆的另一端与微元传动杆的一端通过可动螺栓结点相连接,使得微元传动杆可绕微元可控杆转动,微元传动杆的另一端通过铰链固定在微元伸出体上;铰链处安装有铰链挡板,铰链挡板的作用在于,控制微元传动杆与铰链的相对转动方向,使得当微元传动杆受到微元可控杆的力的作用时,微元传动杆前伸带动微元伸出体前伸的同时,只能绕铰链向更接近微元伸出体的方向转动;微元伸出体被安装于微元矩形滑轨内部,使得微元伸出体的运动被微元矩形滑轨约束并且只能沿着微元矩形滑轨上下运动,微元伸出体的顶端安装有微元传力块,微元伸出体的可运动距离全长为一毫米,进而使得微元伸出体伸出的运动长度最长为一毫米。
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