CN205184776U - 一种基于数据手套的移动机械手控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于数据手套的移动机械手控制装置，包括便携式显示装置、数据手套和移动机械手控制器；所述数据手套与移动机械手控制器之间以及便携式显示装置与移动机械手控制器之间均为单向通信。本实用新型结构简单、操作方便，可以实现多种控制模式，同时精度高，响应快。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种基于数据手套的移动机械手控制装置。
背景技术
目前，移动机器人社会生活的各个领域均得到了广泛的应用，尤其在强辐射、高温、剧毒、易爆等高危环境下更是发挥了不可替代的作用。目前针对移动机器人的遥控方式主要有上位机控制、拉线控制及手柄摇杆控制等，这些控制方式虽已得到实际应用，但均存在不同程度的缺点，如上位机控制操作不直观，拉线控制携带、操作不方便，而手柄摇杆控制则不便于进行参数输入等，因此研究更为有效的遥控方式具有重要意义。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于数据手套的移动机械手控制装置。
本实用新型提供了一种基于数据手套的移动机械手控制装置，包括便携式显示装置、数据手套和移动机械手控制器；
所述便携式显示装置设有微控制器Ⅰ、无线通信模块Ⅰ、显示模块和直流稳压电源Ⅰ，所述微控制器Ⅰ分别与无线通信模块Ⅰ、显示模块和直流稳压电源Ⅰ相连；
所述数据手套设有微控制器Ⅱ、无线通信模块Ⅱ、方位传感器Ⅱ、指套和直流稳压电源Ⅱ，所述微控制器Ⅱ分别与无线通信模块Ⅱ、方位传感器Ⅱ、指套和直流稳压电源Ⅱ相连；
所述移动机械手控制器设有微控制器Ⅲ、无线通信模块Ⅲ、摄像头、速度传感器、方位传感器Ⅲ、机械手臂驱动模块、小车驱动模块和直流稳压电源Ⅲ，所述微控制器Ⅲ分别与无线通信模块Ⅲ、摄像头、速度传感器、方位传感器Ⅲ、机械手臂驱动模块、小车驱动模块和直流稳压电源Ⅲ相连；
所述数据手套与移动机械手控制器之间以及便携式显示装置与移动机械手控制器之间均为单向通信，即数据手套通过无线通信模块Ⅱ将控制指令发送给移动机械手控制器，移动机械手控制器则通过其无线通信模块Ⅲ接收数据手套发送的控制指令，同时将其状态信息及视频信息发送给便携式显示装置，便携式显示装置则通过其无线通信模块Ⅰ接收该信息予以实时显示。
优选地，所述指套设有拇指指套、食指指套、中指指套、无名指套及小指指套，所述食指指套、中指指套、无名指套及小指指套分别与微控制器Ⅱ相连，所述拇指指套与直流稳压电源Ⅱ相连，所述食指指套、中指指套、无名指套及小指指套通过分别与拇指指套接触，以产生相应的控制信号传送给微控制器Ⅱ。
优选地，所述显示模块接收微控制器Ⅰ输出的数据信息并予以显示，所述方位传感器Ⅱ用于将操作者的手势信号转换为电信号并传送给微控制器Ⅱ。
优选地，所述摄像头用于监视机械手及小车的运动状态并将相应的视频信息传送给微控制器Ⅲ，所述速度传感器用于检测小车的运动速度并将相应的输出信号传送给微控制器Ⅲ，所述方位传感器Ⅲ用于检测小车的运动方向并输出相应的信号给微控制器Ⅲ。
优选地，所述机械手臂驱动模块接收微控制器Ⅲ输出的控制信号并控制机械手臂按要求动作，所述小车驱动模块接收微控制器Ⅲ输出的控制信号并控制小车按要求的速度和方向运动。
优选地，所述直流稳压电源Ⅰ、直流稳压电源Ⅱ及直流稳压电源Ⅲ分别用于给便携式显示装置、数据手套及移动机械手控制器提供工作电源。
本实用新型结构简单、操作方便。同时通过数据手套进行工作模式选择，即选择控制小车运动还是机械手动作，再通过数据手套的方位传感器Ⅱ将操作者的手势转换为电信号，并将该信号发送给移动机械手控制器以控制小车或机械手的运动方向。还通过数据手套的指套接触操作以实现小车运动方向的点动调节或机械手的抓取等操作，移动机械手控制器接收数据手套发送的控制指令，又能采集方位传感器Ⅲ与速度传感器的反馈信号，使小车的实际运动方向和速度与设定值保持一致，另外通过借助摄像头可实现机械手对操作对象的抓取等操作。
附图说明
图1本实用新型的结构框图；
图2本实用新型的移动机械手控制器控制流程图；
图3本实用新型的数据手套控制流程图；
图4本实用新型的便携式显示装置控制流程图。
具体实施方式
下面结合实施方式及附图对本实用新型作进一步详细、完整地说明。
如图1-4所示，一种基于数据手套的移动机械手控制装置包括便携式显示装置、数据手套及移动机械手控制器。其中便携式显示装置包括微控制器Ⅰ1、无线通信模块Ⅰ2、显示模块3及直流稳压电源Ⅰ4，所述微控制器Ⅰ1分别与无线通信模块Ⅰ2、显示模块3相连；
数据手套包括微控制器Ⅱ5、无线通信模块Ⅱ6、方位传感器Ⅱ7、拇指指套8、食指指套9、中指指套10、无名指套11、小指指套12及直流稳压电源Ⅱ13，所述微控制器Ⅱ5分别与无线通信模块Ⅱ6、方位传感器Ⅱ7、食指指套9、中指指套10、无名指套11、小指指套12相连，所述拇指指套8与直流稳压电源Ⅱ13相连；
移动机械手控制器包括微控制器Ⅲ14、无线通信模块Ⅲ15、摄像头16、速度传感器17、方位传感器Ⅲ18、机械手臂驱动模块19、小车驱动模块20及直流稳压电源Ⅲ21，所述微控制器Ⅲ14分别与无线通信模块Ⅲ15、摄像头16、速度传感器17、方位传感器Ⅲ18、机械手臂驱动模块19、小车驱动模块20相连。
微控制器Ⅰ1通过无线通信模块Ⅰ2接收移动机械手控制器发送的状态信号和视频信息，并输出给显示模块3予以实时显示。无线通信模块Ⅰ2用于接收移动机械手控制器发送的状态信号和视频信息，并传送给微控制器Ⅰ1。显示模块3接收微控制器Ⅰ1输出的数据或视频信息并予以显示。
微控制器Ⅱ5接收方位传感器Ⅱ7及各手指指套接触产生的控制信号，并将上述信号经相关处理后经无线通信模块Ⅱ6发送给移动机械手控制器。无线通信模块Ⅱ6接收微控制器Ⅱ5输出的控制信号并将其发送给移动机械手控制器。方位传感器Ⅱ7将操作者的手势转换为电信号供微控制器Ⅱ5采样。
食指指套9、中指指套10、无名指套11及小指指套12分别接微控制器Ⅱ5的IO口，当拇指指套8分别与食指指套9、中指指套10、无名指套11或小指指套12接触时，相应的IO口输入高电平信号，微控制器Ⅱ5采集该信号可向移动机械手控制器发送相关控制指令以实现小车运动方向的点动调节或机械手抓取等操作。
微控制器Ⅲ14接收数据手套发出的控制指令，在控制小车运动模式时可通过采集速度传感器17和方位传感器Ⅲ18的反馈信号，使小车的实际运动方向和速度与设定值保持一致，而在控制机械手动作模式时则可根据控制指令完成对机械手进行抓取等操作，另外微控制器Ⅲ14还将采集的相关状态信息和视频信息经无线通信模块Ⅲ15发送给便携式显示装置。
无线通信模块Ⅲ15根据微控制器Ⅲ14的控制要求完成信息的输入和输出。摄像头16将视频图像转换为电信号传送给微控制器Ⅲ14。速度传感器17检测小车的实际运动速度并将其转换为电信号供微控制器Ⅲ14采样。方位传感器Ⅲ18用于检测小车的实际运动方向并将其转换为电信号供微控制器Ⅲ14采样。机械手臂驱动模块19接受微控制器Ⅲ14的控制信号驱动机械手臂动作。小车驱动模块20接受微控制器Ⅲ14的控制信号驱动小车运动。
直流稳压电源Ⅰ4、直流稳压电源Ⅱ13及直流稳压电源Ⅲ21分别用于给便携式显示装置、数据手套及移动机械手控制器提供工作电源。
如图2所示，首先进行初始化，然后进行摄像头视频信号采集，并将采集到的视频信号经微控制器Ⅲ14处理后发送给便携式显示装置予以显示，待图像显示正常后，进入模式选择。通过微控制器Ⅱ采集手指指套的接触信号以进行工作模式选择，工作模式包括小车运动模式和机械手动作模式，若选择小车运动模式，则首先进行小车运动速度设定，然后启动小车运行，之后通过无线通信模块Ⅲ15接收数据手套发出的控制指令，同时采集速度传感器17和方位传感器Ⅲ18的输出信号，经相关数据处理后，输出控制信号至小车驱动模块20，小车驱动模块20接受该控制信号驱动小车按要求的速度和方向运动；如果选择机械手动作模式，则首先接收数据手套发出的启动指令，再接收数据手套发出的控制机械手动作的控制指令，微控制器Ⅲ14将接收的控制指令进行处理，输出控制信号至机械手臂驱动模块19，机械手臂驱动模块19接受该控制信号驱动机械手臂按要求动作；如果微控制器Ⅲ14接收到停止指令，则小车或机械手臂停止动作，之后进入工作模式切换或选择界面。
如图3所示，首先进行初始化，然后微控制器Ⅱ5循环采集食指指套9、中指指套10、无名指套11及小指指套12分别与拇指指套8接触的接触控制信号以及方位传感器Ⅱ7输出的手势信号，当微控制器Ⅱ5采集到上述信号后，即对相关信号进行处理，将相关控制信号变成对应的控制指令，然后将产生的控制指令经无线通信模块Ⅱ6发送给移动机械手控制器。
如图4所示，首先进行初始化，然后通过无线通信模块Ⅰ2接收移动机械手控制器发送来的数据信息和视频信息，经相关数据处理后，驱动显示模块予以实时显示。
同时本实用新型上述实施例仅为说明本实用新型技术方案之用，仅为本实用新型技术方案的列举，并不用于限制本实用新型的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本实用新型权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本实用新型权利要求书及说明书所公开的范围。
Claims (6)
1.一种基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，包括便携式显示装置、数据手套和移动机械手控制器；
所述便携式显示装置设有微控制器Ⅰ、无线通信模块Ⅰ、显示模块和直流稳压电源Ⅰ，所述微控制器Ⅰ分别与无线通信模块Ⅰ、显示模块和直流稳压电源Ⅰ相连；
所述数据手套设有微控制器Ⅱ、无线通信模块Ⅱ、方位传感器Ⅱ、指套和直流稳压电源Ⅱ，所述微控制器Ⅱ分别与无线通信模块Ⅱ、方位传感器Ⅱ、指套和直流稳压电源Ⅱ相连；
所述移动机械手控制器设有微控制器Ⅲ、无线通信模块Ⅲ、摄像头、速度传感器、方位传感器Ⅲ、机械手臂驱动模块、小车驱动模块和直流稳压电源Ⅲ，所述微控制器Ⅲ分别与无线通信模块Ⅲ、摄像头、速度传感器、方位传感器Ⅲ、机械手臂驱动模块、小车驱动模块和直流稳压电源Ⅲ相连；
所述数据手套与移动机械手控制器之间以及便携式显示装置与移动机械手控制器之间均为单向通信，即数据手套通过无线通信模块Ⅱ将控制指令发送给移动机械手控制器，移动机械手控制器则通过其无线通信模块Ⅲ接收数据手套发送的控制指令，同时将其状态信息及视频信息发送给便携式显示装置，便携式显示装置则通过其无线通信模块Ⅰ接收该信息予以实时显示。
2.如权利要求1所述的基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，所述指套设有拇指指套、食指指套、中指指套、无名指套及小指指套，所述食指指套、中指指套、无名指套及小指指套分别与微控制器Ⅱ相连，所述拇指指套与直流稳压电源Ⅱ相连，所述食指指套、中指指套、无名指套及小指指套通过分别与拇指指套接触，以产生相应的控制信号传送给微控制器Ⅱ。
3.如权利要求1所述的基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，所述显示模块接收微控制器Ⅰ输出的数据信息并予以显示，所述方位传感器Ⅱ用于将操作者的手势信号转换为电信号并传送给微控制器Ⅱ。
4.如权利要求1所述的基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，所述摄像头用于监视机械手及小车的运动状态并将相应的视频信息传送给微控制器Ⅲ，所述速度传感器用于检测小车的运动速度并将相应的输出信号传送给微控制器Ⅲ，所述方位传感器Ⅲ用于检测小车的运动方向并输出相应的信号给微控制器Ⅲ,。
5.如权利要求1所述的基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，所述机械手臂驱动模块接收微控制器Ⅲ输出的控制信号并控制机械手臂按要求动作，所述小车驱动模块接收微控制器Ⅲ输出的控制信号并控制小车按要求的速度和方向运动。
6.如权利要求1所述的基于数据手套的移动机械手控制装置，其特征在于，所述直流稳压电源Ⅰ、直流稳压电源Ⅱ及直流稳压电源Ⅲ分别用于给便携式显示装置、数据手套及移动机械手控制器提供工作电源。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105773642A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-20 | 淮北师范大学 | 一种机械手手势遥控系统 |
| CN106584453A (zh) * | 2016-06-15 | 2017-04-26 | 北京卫星环境工程研究所 | 融入智能终端的航天器机械臂人机交互系统 |
| CN107168159A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 成都跟驰科技有限公司 | 一种用于操作机械的智能手套 |
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