CN205343152U - 一种力反馈数据手套装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种力反馈数据手套装置，包括数据手套、数据采集放大模块和PC机；在数据手套上设有薄膜压力传感器片，所述薄膜压力传感器片通过USB传输线与数据采集放大模块相连；数据采集放大模块通过USB传输线与PC机相连。本实用新型的整个装置结构简单，控制方便，并且价格低廉，携带方便，便于在用户群中推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实现机器人控制的人机接口装置，尤其涉及一种力反馈数据手套装置。
背景技术
随着交互式遥操作机器人的广泛应用，将需要大量的具有力反馈作用的人机接口装置。数据手套和机器人手控器是两种常见的遥操作机器人的人机接口装置，机器人手控器是实现遥操作机器人控制的很有效的人机接口装置，但手控器相对而言，机械结构复杂，在固定的平台上操作，限制了手的活动范围，而且长时间操作后，操作者会感到劳累。传统的数据手套一般都能够较为准确地测量手指关节的转角和手指间的转角，并根据测量数据对远程机械手的抓取等动作进行控制，但不具有力觉反馈功能。力反馈数据手套作为一种人机接口装置，它将机器人反馈回来的力觉和触觉信息转换成直接作用于人手的力或力矩，使操作者产生在远地机器人工作现场或虚拟机器人工作现场的“身临其境”的力觉/触觉临场感效果，从而实现对机器人带感觉的控制，或者在虚拟环境中产生真实的触摸感受，而且它克服了手控器机械结构复杂、手的活动范围小和传统数据手套不具有力反馈功能的缺点，具有广泛的使用前景。
力反馈可以分为主动型和被动型，力反馈数据手套的力反馈装置可以装在手掌和手臂上，一般用一组机械结构固定在手臂，用微电机进行驱动；也有通过一组气动或液压装置固定在手掌上，用气或液休驱动。安装在手臂上的力反馈装置因其在手臂上，所以手可以自由的张开和握紧，但由于机构较为复杂，使这种力反馈装置重量较大，戴上这种力反馈数据手套长时间操作后手容量感到疲劳，而且控制电路也较为复杂，控制电路和驱动电机也要放置在工作平台上。安装在手掌上的力反馈装置的尺寸可以做得小一点，所以重量较轻，但是由于装置安装在手掌上，使手的张合受到影响，手掌不能完全握紧，另外，不管是气动还是液压的，都要有压力源，控制电路也比较复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种力反馈数据手套装置，其结构简单，价格低廉，携带方便，便于在用户群中推广。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种力反馈数据手套装置，包括数据手套、数据采集放大模块和PC机；在数据手套上设有薄膜压力传感器片，所述薄膜压力传感器片通过USB传输线与数据采集放大模块相连；数据采集放大模块通过USB传输线与PC机相连。
所述数据手套包括若干封装于手套本体内手掌一侧的薄膜压力传感器片，薄膜压力传感器片位于接触物体时手与物体相接触的指节节点上，薄膜压力传感器片的引出线封装于手套本体内部经手背一侧，与数据采集放大模块相连。
所述数据采集放大模块包括放大器模块和数据采集处理模块；所述放大器模块对薄膜压力传感器片的压力传感器信号进行转换和放大，数据采集处理模块对数据进行检测、处理和转换，并通过USB传输线将数据处理结果传输到PC机。
所述数据采集处理模块包括单片机、USBhost控制器、高速RAM和FLASH数据存储，单片机控制整个压力传感器信号的采集、处理，USBhost控制器用来控制USB总线接口与薄膜压力传感器片进行命令以及数据交换，同时控制RAM数据缓冲，而FLASH数据存储用来保存薄膜压力传感器片数据。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1．本实用新型的整个装置结构简单，控制方便，并且价格低廉，携带方便，便于在用户群中推广。
2.本实用新型采用特殊弹性布料制作，且传感器均具有柔性、可弯曲特点，传感器连接线内置，实现“准自然状态”下检测手部运动信息，符合人机工程学理念。
3．控制简单，传感器传送过来的力转换成0~5v模拟电压信号，把这个电压输入一个数据处理模块，产生一个与之成比例的数字信号，把这个信号传送给PC机，可实现力到数字电压信号的转换。
附图说明
图1是力反馈数据手套装置结构示意图。
图2是数据手套的结构图。
图3是数据采集放大模块硬件架构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，一种力反馈数据手套装置，包括数据手套1、数据采集放大模块2和PC机3；在数据手套1上设有薄膜压力传感器片5，所述薄膜压力传感器片5通过USB传输线4与数据采集放大模块2相连；数据采集放大模块2通过USB传输线4与PC机3相连。
图2是数据手套结构图，数据手套1采用黑色柔软材质，适应用户手部运动。薄膜压力传感器片5采用柔性传感器组，提高手部运动舒适度。数据采集放大模块2将接受到的压力信号进行处理后上传到PC机3。4个封装于数据手套1内手掌一侧且位于拇指、食指、中指、无名指的远节指骨等处的薄膜压力传感器片5，实现压力数据的采集。薄膜压力传感器片5引出导线封装于数据手套内部经手背一侧汇聚到数据手套背部，并且和数据采集放大模块2相连。
图3是数据采集放大模块硬件架构图，所述数据采集放大模块2包括放大器模块6和数据采集处理模块7；所述放大器模块6对薄膜压力传感器片5的压力传感器信号进行转换和放大，数据采集处理模块7对数据进行检测、处理和转换，并通过USB传输线4将数据处理结果传输到PC机3。
所述数据采集处理模块7包括单片机、USBhost控制器、高速RAM和FLASH数据存储，单片机控制整个压力传感器信号的采集、处理，USBhost控制器用来控制USB总线接口与薄膜压力传感器片5进行命令以及数据交换，同时控制RAM数据缓冲，而FLASH数据存储用来保存薄膜压力传感器片5数据。
Claims (4)
1.一种力反馈数据手套装置，其特征在于，包括数据手套（1）、数据采集放大模块（2）和PC机（3）；在数据手套（1）上设有薄膜压力传感器片（5），所述薄膜压力传感器片（5）通过USB传输线（4）与数据采集放大模块（2）相连；数据采集放大模块（2）通过USB传输线（4）与PC机（3）相连。
2.根据权利要求1所述的力反馈数据手套装置，其特征在于，所述数据手套（1）包括若干封装于手套本体内手掌一侧的薄膜压力传感器片（5），薄膜压力传感器片（5）位于接触物体时手与物体相接触的指节节点上，薄膜压力传感器片（5）的引出线封装于手套本体内部经手背一侧，与数据采集放大模块（2）相连。
3.根据权利要求1所述的力反馈数据手套装置，其特征在于，所述数据采集放大模块（2）包括放大器模块（6）和数据采集处理模块（7）；所述放大器模块（6）对薄膜压力传感器片（5）的压力传感器信号进行转换和放大，数据采集处理模块（7）对数据进行检测、处理和转换，并通过USB传输线（4）将数据处理结果传输到PC机（3）。
4.根据权利要求3所述的力反馈数据手套装置，其特征在于，所述数据采集处理模块（7）包括单片机、USBhost控制器、高速RAM和FLASH数据存储，单片机控制整个压力传感器信号的采集、处理，USBhost控制器用来控制USB总线接口与薄膜压力传感器片（5）进行命令以及数据交换，同时控制RAM数据缓冲，而FLASH数据存储用来保存薄膜压力传感器片（5）数据。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106263161A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-01-04 | 张有明 | 高耐久性机械手套 |
| CN107167272A (zh) * | 2017-07-22 | 2017-09-15 | 西北农林科技大学 | 一种猕猴桃采摘抓持力的测量装置 |
| CN110625591A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-12-31 | 华南理工大学 | 一种基于外骨骼数据手套和遥操纵杆的遥操作系统与方法 |
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2016
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| CN106263161B (zh) * | 2016-09-13 | 2017-12-29 | 金华市秸和环保技术咨询有限公司 | 高耐久性机械手套 |
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