CN112197896A - 一种可穿戴式16路压力数据采集手套 - Google Patents

一种可穿戴式16路压力数据采集手套 Download PDF

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李智国
王佳宁
黎邦欣
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0028—Force sensors associated with force applying means
    • G01L5/0038—Force sensors associated with force applying means applying a pushing force

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Abstract

本发明公开了一种可穿戴式路压力数据采集手套，包括指环单元、掌带单元、手环单元、数据采集单元，所述指环单元由金属指环、柔性薄膜压力传感器和传感器引脚组成，所述掌带单元由松紧带、皮垫、柔性薄膜传感器和传感器引脚组成，所述手环单元由手环、按扣带、卡槽、卡扣、托盘、16P直针插座、插座引脚组成。本发明通过此手套由指环单元、掌带单元、手环单元组成，掌带单元的掌带松紧、位置也可以调节，手环单元的手环内径、位置也可以调节，可以适应不同大小的手掌，不同的优势手，另外，传感器在人手掌面及指面所占比例相对较小，使人手与被抓握物体充分接触，从而保证测出的压力值稳定且精确。

Description

一种可穿戴式16路压力数据采集手套
技术领域
本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种可穿戴式16路压力数据采集手套。
背景技术
压力数据采集手套主要用于收集人类抓握物体时手与物体之间的交互接触信息，近年来，有关数据采集手套的开发越来越多，但现有的压力数据手套尺寸固定，不能紧贴不同大小的手指以及不能适应不同人群；手套表面传感器的位置固定，不能移动/旋转去准确捕捉手指与物体表面的接触位置；且人手与被抓握物体之间隔着手套，忽略了皮肤与物体表面之间的摩擦效应。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可穿戴式16路压力数据采集手套，其指环单元可放大或缩少，用于适应不同人群及不同尺寸的手指；可以绕手指移动/旋转去准确捕捉手指与物体表面的接触位置；在抓握物体的过程中、除了传感器部分与物体接触之外、人手掌面较多部位皮肤都与被抓握物体实时接触、能够更好的输出触觉反馈的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种可穿戴式路压力数据采集手套，包括14个指环单元、1个掌带单元、1个手环单元、1个数据采集单元，所述每个指环单元由金属指环、柔性薄膜压力传感器和第一传感器引脚组成，所述掌带单元由松紧带、皮垫、柔性薄膜传感器和第二传感器引脚组成，所述手环单元由手环、按扣带、卡槽、卡扣、托盘、16P直针插座、插座引脚组成，所述数据采集单元由杜邦线、插针、数据采集卡、上位机数据采集软件组成，所述第二传感器引脚的一端焊接在杜邦线的一端上，所述第一传感器引脚的一端焊接在杜邦线的另一端上，所述插针的一端插入16P直针插座的内腔里。
进一步，所述金属指环的外侧利用双面胶连接有柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器的一侧固定连接有第一传感器引脚。
进一步，所述松紧带的外侧线缝连接有皮垫，所述皮垫的前侧利用双面胶连接有柔性薄膜传感器，所述柔性薄膜压力传感器的一侧固定连接有第二传感器引脚。
进一步，所述手环的前侧固定连接有按扣带，所述托盘的两侧利用卡扣卡在卡槽的内腔里，所述托盘的前侧利用双面胶连接有16P直针插座，所述16P直针插座的底部设有插座引脚。
有益效果：
本发明通过此手套由14个指环单元、1个掌带单元、1个手环单元组成。指环单元、掌带单元与手环单元的内径均可以调节，能够适应不同人群的手指与手掌；指环单元可以绕手指移动/旋转去准确捕捉手指与物体表面的接触位置，从而能够获取更加准确的接触力信息；另外，传感器在人手掌面及指面所占比例相对较小，使人手与被抓握物体充分接触，从而保证测出的压力值稳定且精确。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明指环单元立体结构示意图；
图3为本发明掌带单元立体结构示意图；
图4为本发明手环单元及部分数据采集单元立体结构示意图。
图中：1、指环单元；1-1、金属指环；1-2、柔性薄膜压力传感器；1-3、第一传感器引脚；2、掌带单元；2-1、松紧带；2-2、皮垫；2-3、柔性薄膜传感器；2-4、第二传感器引脚；3、手环单元；3-1、手环；3-2、按扣带；3-2、卡槽；3-4、卡扣；3-5、托盘；3-6、16P直针插座；3-7、插座引脚；4、杜邦线；5、插针；6、数据采集卡；7、上位机数据采集软件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种可穿戴式16路压力数据采集手套，包括指环单元1、掌带单元2、手环单元3、数据采集单元，指环单元1由14个子单元组成，指环单元1由金属指环1-1、柔性薄膜压力传感器1-2和第一传感器引脚1-3组成，柔性薄膜压力传感器1-2选用国外InterlinkElectronics公司生产的型号为FSR400的产品，金属指环1-1的外侧利用双面胶连接有柔性薄膜压力传感器1-2，柔性薄膜压力传感器1-2的一侧固定连接有第一传感器引脚1-3，通过金属指环1-1的外侧利用双面胶连接有柔性薄膜压力传感器1-2，便于金属指环1-1与柔性薄膜压力传感器1-2之间拆卸和连接，指环单元1可分为小指指环、无名指指环、中指指环、食指指环和拇指指环，掌带单元2由松紧带2-1、皮垫2-2、柔性薄膜传感器2-3和第二传感器引脚2-4组成，松紧带2-1的外侧线缝连接有皮垫2-2，皮垫2-2的前侧利用双面胶连接有柔性薄膜传感器2-3，柔性薄膜压力传感器1-3的一侧固定连接有第二传感器引脚2-4，通过松紧带2-1的外侧设有皮垫2-2，再通过皮垫2-2的前侧利用双面胶连接有柔性薄膜传感器2-3，使得掌带单元2的掌带松紧、位置可以调节，手环单元3由手环3-1、按扣带3-2、卡槽3-2、卡扣3-4、托盘3-5、16P直针插座3-6、插座引脚3-7组成，手环3-1的前侧固定连接有按扣带3-2，托盘3-5的两侧利用卡扣3-4卡在卡槽3-2的内腔里，托盘3-5的前侧利用双面胶连接有16P直针插座3-6，16P直针插座3-6的底部设有插座引脚3-7，通过手环3-1的前侧设有按扣带3-2，便于手环单元3戴于手腕处，利用按扣带3-2进行固定，通过16P直针插座3-6的底部设有插座引脚3-7，便于连接外界设备，数据采集单元由杜邦线4、插针5、数据采集卡6、上位机数据采集软件7组成，第一传感器引脚1-3的一端焊接在杜邦线4的一端上，第二传感器引脚2-4的一端焊接在杜邦线4的另一端上，插针5的一端插入16P直针插座3-6的内腔里。
工作原理：使用时，将掌带单元2穿过四指戴于手掌中间部位，旋转掌带单元2，使皮垫2-2位于食指与拇指之间的褶皱区；将指环单元1的14个子单元分别戴于人手拇指的远端指节、近端指节，食指远端指节、中端指节及近端指节，中指远端指节、中端指节及近端指节，无名指远端指节、中端指节及近端指节，小指远端指节、中端指节及近端指节，并上下移动以及左右旋转指环子单元使其位于指节的中间位置；将手环单元3戴于手腕处，并用按扣带3-2固定；最后将数据采集单元的插针5与手环单元3上16P直针插座3-6连接，外接设备与16P直针插座3-6连接，穿戴完毕，电脑端点击开始按钮即可实时记录抓握过程中16个区域的压力数据值，即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种可穿戴式16路压力数据采集手套，包括指环单元（1）、掌带单元（2）、手环单元（3）、数据采集单元，其特征在于：所述指环单元（1）由金属指环（1-1）、柔性薄膜压力传感器（1-2）和第一传感器引脚（1-3）组成，所述掌带单元（2）由松紧带（2-1）、皮垫（2-2）、柔性薄膜传感器（2-3）和第二传感器引脚（2-4）组成，所述手环单元（3）由手环（3-1）、按扣带（3-2）、卡槽（3-2）、卡扣（3-4）、托盘（3-5）、16P直针插座（3-6）、插座引脚（3-7）组成，所述数据采集单元由杜邦线（4）、插针（5）、数据采集卡（6）、上位机数据采集软件（7）组成，所述第一传感器引脚（1-3）的一端焊接在杜邦线（4）的一端上，所述第二传感器引脚（2-4）的一端焊接在杜邦线（4）的另一端上，所述插针（5）的一端插入16P直针插座（3-6）的内腔里。
2.根据权利要求1所述的一种可穿戴式16路压力数据采集手套，其特征在于：所述金属指环（1-1）的外侧利用双面胶连接有柔性薄膜压力传感器（1-2），所述柔性薄膜压力传感器（1-2）的一侧固定连接有第一传感器引脚（1-3）。
3.根据权利要求1所述的一种可穿戴式16路压力数据采集手套，其特征在于：所述松紧带（2-1）的外侧线缝连接有皮垫（2-2），所述皮垫（2-2）的前侧利用双面胶连接有柔性薄膜传感器（2-3），所述柔性薄膜压力传感器（1-3）的一侧固定连接有第二传感器引脚（2-4）。
4.根据权利要求1所述的一种可穿戴式16路压力数据采集手套，其特征在于：所述手环（3-1）的前侧固定连接有按扣带（3-2），所述托盘（3-5）的两侧利用卡扣（3-4）卡在卡槽（3-2）的内腔里，所述托盘（3-5）的前侧利用双面胶连接有16P直针插座（3-6），所述16P直针插座（3-6）的底部设有插座引脚（3-7）。
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