CN206711022U - 智能手套和智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能手套和智能控制系统，包括手套套体，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所述感测器与控制芯片电路连接；所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；所述控制芯片用于将感测器发送的动作数据发送至智能终端，并将智能终端发送的控制指令发送至所述感测器。通过上述方式，本实用新型不仅可以将用户的操作轨迹数据传送给智能终端，而且可以接收智能终端根据用户操作触发的控制指令控制手部进行被动动作。本实用新型中的智能手套在现有技术的基础上实现一个反向操作，即根据控制指令自动或者半自动控制用户的手部运动，实现了人机交互。

Description

智能手套和智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及穿戴设备技术领域，特别涉及一种智能手套和智能控制系统。

背景技术

随着科技的发展，智能手套在人们日常生活中使用的频率越来越高。目前的智能手套是通过安装传感器将智能手套的运动数据传送到终端中，然后让终端识别不同的运动轨迹来实现一些转化功能，如：将手语转化成文字，手语转化为语音，手势奏乐等。还可以将智能手套和VR装置一起配合。也就是说，目前都是仅将智能手套作为输入端，终端或VR设备接收用户通过智能手套输入的数据，然后执行相应操作或输出相应的结果。随着智能移动设备的普及，目前的智能手套的单向和终端交互的方式已经不再满足用户需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种智能手套和智能控制系统，旨在解决目前的智能手套的只能单向和终端交互的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种智能手套，包括手套套体，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所述感测器与控制芯片电路连接；

所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；

所述控制芯片用于接收所述感测器发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器。

可选地，所述手套套体包括手指部、手掌部和手腕部，所述手指部、手掌部和手腕部均设有感测器。

可选地，所述控制芯片包括：

检测模块，用于检测所述感测器的数据；

控制模块，用于根据所述智能终端发送的指令数据控制手指部、手掌部和/或手腕部的动作；

存储模块，用于存储所述感测器发送的动作数据。

可选地，所述控制芯片还包括：

通讯模块，用于将智能手套与智能终端通讯连接；

供电模块，用于给控制芯片提供能量。

可选地，所述控制芯片还包括电机、齿轮以及安装于所述手指部和手腕部的可伸缩部件，所述电机和齿轮驱动连接，所述齿轮与所述可伸缩部件连接，所述控制模块与所述电机电路连接，所述控制模块在接收到智能终端发送的控制指令后发动所述电机，所述电机带动齿轮转动，所述齿轮通过所述可伸缩部件带动手套套体运动。

可选地，所述感测器与所述可伸缩部件电路连接，以供感测器检测可伸缩部件的运动数据。

可选地，所述可伸缩部件为弹簧。

可选地，所述手指部设有用于在所述控制芯片接收到智能终端发送的控制指令传送至所述控制芯片时，控制手部做出对应动作的刺激单元，所述刺激单元与控制芯片电路连接。

可选地，所述感测器包括加速度传感器、弯曲度传感器、水平传感器和重力传感器。

本实用新型还提出一种智能控制系统，包括上述任意一项所述的智能手套以及与所述智能手套通讯连接的智能终端。

本实用新型技术方案通过采用一种智能手套，包括手套套体，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所述感测器与控制芯片电路连接；所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；所述控制芯片用于接收所述感测器发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器。通过上述方式，本实用新型设有记录手部运动轨迹的感测器以及接收和传送数据指令的控制芯片，不仅可以将用户的操作轨迹数据传送给智能终端，还可以接收智能终端根据用户操作触发的控制指令控制手部进行被动动作。本实用新型中的智能手套在现有技术的基础上实现一个反向操作，即根据控制指令自动或者半自动控制用户的手部运动，实现了人机交互。

附图说明

图1为本实用新型智能手套第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型智能手套第三实施例的结构示意图；

图3为本实用新型中标准动作录制的步骤流程图；

图4为本实用新型中被动动作的步骤流程图；

图5为本实用新型加装刺激单元的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目 的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种智能手套。

参照图1，图1为本实用新型智能手套一实施例的结构示意图；

在本实用新型实施例中，该智能手套包括包括手套套体100，所述手套套体设有感测器200和控制芯片300；所述感测器200与控制芯片300电路连接；

所述感测器200用于记录所述手套套体100的动作数据及控制手套套体100的运动；

所述控制芯片300用于接收所述感测器200发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器200。

进一步地，本实施例中所述手套套体100包括手指部110、手掌部120和手腕部130，所述手指部110、手掌部120和手腕部130均设有感测器。

具体地，本实施例中的智能手套包括手套套体100，该手套套体进一步包括手指部110、手掌部120和手腕部130，为了能在智能终端上可以直观地查看手部运动数据，分别在手指部110安装第一感测器210、在手掌部120安装第二感测器220、在手腕部130安装第三感测器230；所述第一感测器210、第二感测器220和第三感测器230分别与控制芯片300电路连接；具体实施例中，所述控制芯片300还可以根据设置在手套套体100的其他部位。具体地，所述第一感测器210用于记录手指部110的动作数据及控制手指部110的运动；所述第二感测器220用于记录手掌部120的动作数据及控制手掌部120的运动；所述第三感测器230用于记录手腕部130的动作数据及控制手腕部130的运动；所述控制芯片300用于接收所述第一感测器210、第二感测器220和/或第三感测器230发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至第一感测器210、第二感测器220和/或第三感测器230。

通过上述感测器200，智能手套将用户的手部运动数据传送至智能终端。智能终端可将该数据存储到智能恢复系统数据库中，用于分析和记录用户的动作数据，比如：用户为副将复健中的病人时，智能手套将病人训练过程中的数据上传至智能终端，智能终端可将这些数据进行横纵向对比，进而可以根据这些数据实时调整病人的训练内容和训练强度，帮助手部运动不灵活者进行快速有效的恢复健康。为了将控制指令发送至该智能手套，该智能手套的手腕部130还安装有控制芯片300，所述第一感测器210、第二感测器220和第三感测器230分别与控制芯片300电路连接。该控制芯片300用于接收智能终端发送的预制的标准动作，并将该标准动作转化为传感器数据，以供传感器根据所述传感器数据控制手指、手掌和/或手腕的运动。上述的预制标准动作可以是正常用户或恢复专家提前录制好的动作，比如：小游戏(例如切水果、弹钢琴等)或者日常常用动作的操作，也可以是在智能恢复系统数据库中，预制医学上通用的康复动作、文字对应的手语动作等。

本实用新型技术方案通过采用一种智能手套，包括手套套体，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所述感测器与控制芯片电路连接；所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；所述控制芯片用于接收所述感测器发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器。通过上述方式，本实用新型设有记录手部运动轨迹的感测器以及接收和传送数据指令的控制芯片，不仅可以将用户的操作轨迹数据传送给智能终端，还可以接收智能终端根据用户操作触发的控制指令控制手部进行被动动作。本实用新型中的智能手套在现有技术的基础上实现一个反向操作，即根据控制指令自动或者半自动控制用户的手部运动，实现了人机交互。

进一步地，为了精确地实现智能手套和智能终端的交互，基于第一实施例提出本实用新型的第二实施例，本实施例中，所述感测器200包括加速度传感器、弯曲度传感器、水平传感器和重力传感器。进一步地，为了精确检测手部的运动数据，还加上了红外线传感器、陀螺仪等感测器。

具体地，所述第一感测器210包括第一弯曲度传感器1、第一加速度传感 器2和红外线传感器3；所述第二感测器220包括水平传感器4、第二加速度传感器5、重力传感器6和陀螺仪7；所述第三感测器230包括第二弯曲度传感器8和第三加速度传感器9。可以理解的是，本实用新型中的感测器并不限于文中所述的传感器，还可以添加运动轨迹传感器、压力传感器等。

所述控制芯片300包括：

检测模块310，用于检测所述第一感测器210、第二感测器220和/或第三感测器230的数据；

控制模块320，用于根据所述智能终端发送的指令数据控制手指部110、手掌部120和/或手腕部130的动作；

存储模块330，用于存储所述第一感测器210、第二感测器220和/或第三感测器230发送的动作数据。

具体地，该控制芯片300通过检测模块310检测各个感测器200中记录的动作数据，然后通过存储模块330将检测到的动作数据进行存储。此处的数据包括但不限于记录手指部110、手掌部120、手腕部130的运动轨迹。本实施例中，所述存储模块330可采用比较器实现存储并比较等功能。在接收到智能终端发送的控制指令时，通过存储模块330将该控制指令转化为传感器数据并将该传感器数据发送至各感测器200中。控制模块320根据该传感器数据自动或半自动控制手套各部位进行对应的动作。进行的活动包括但不限于依照录制的脚本自动调整手指部110、手掌部120及手腕部130的弯曲度及速度。

本实施例中，所述控制芯片300还包括：

通讯模块340，用于将智能手套与智能终端通讯连接；

供电模块350，用于给控制芯片300提供能量。

具体地，该智能手套通过通讯模块340和智能终端进行进行通讯连接。本实施例中的连接方式包括：WIFI、蓝牙、NFC、红外等。在使用智能终端上预制的标准动作对戴有该智能手套的用户进行被动的康复操作时，可以通过手套中的控制芯片300将该标准动作转化为传感器数据，然后利用供电模块将该传感器数据转化为动能进而控制手指、手掌及手腕进行对应的的运动操作。

本实施例中，为了提高手指部操作的灵活性，基于上述的第二实施例提出本实用新型的第三实施例，如图2所示，所述控制芯片300还包括电机16、齿轮17以及安装于所述手指部110和手腕部130的可伸缩部件，所述电机16和齿轮17驱动连接，所述齿轮16与所述可伸缩部件连接，所述控制模块320与所述电机16电路连接，所述控制模块320在接收到智能终端发送的控制指令后发动所述电机16，所述电机16带动齿轮17转动，所述齿轮17通过所述可伸缩部件带动手套套体运动。

进一步地，本实施例中，所述可伸缩部件为弹簧。

所述手指部110内置螺旋状弹簧，所述手腕部120内置旋转弹簧。

具体地，所述控制模块320记录的数据包括但不限于所述电机16的转速、电机16的幅度、齿轮17的转速和齿轮17的幅度；

具体地，为了详细描述智能手套的自动运动，本实施例中采用电机16和齿轮17的组合来实例说明控制模块320，以弹簧来作为手套套体100的手指部110以及手腕部130的可伸缩部件。可以理解地使，本实用新型中所涉及的动力系统包括但不限于这一种实现方式。

在获取智能终端上预制的标准动作前，该标准动作包括但不限于预制的医学上通用的康复动作、游戏操作动作以及文字对应的手语动作等，也可以进行手动录制，如图3所述，录制的步骤如下：

S1：智能手套通过控制芯片中的通讯模块340和智能终端连接；

S2：恢复专家或者正常人员穿戴智能手套进行动作操作。

可以理解的是，此处的操作动作可以按照用户的意愿，也可以按照智能终端上预制的操作，比如：弹钢琴，进行动作的录制；

S3：在检测到手部运动时，检测模块310记录各个传感器动作的幅度，比如说手指的弯曲度，速度，平移的力度等动作数据，同时记录控制模块320中的数据，并将上述数据上传到存储模块330；

S4：存储模块330接收到检测模块310上传的动作数据后，将其存储为标准动作数据，并通过通讯模块340上传到智能终端；

S5：智能终端将接收到的标准动作数据进行处理后进行存储，以供后续调用。

需要说明的是，智能终端对数据的处理包括但不限于下面内容：通过接 收到的动作数据，在智能终端上可以直观地看到手部运动的动态图和每日的运动量，通过智能终端对这些数据的横纵向对比，进而可以知道患者的恢复情况以及制定下一步的训练计划，同时作为手部动作记录的一个依据原理。进一步，智能终端也会对控制模块320和传感器数据的编码处理，然后通过通讯模块340对控制模块320进行反向操作，进而带动手指部及手腕部进行被动恢复。被动恢复过程步骤，如图4所示：

S10：智能手套通过控制芯片300中的通讯模块340和智能终端连接；

S20：在智能终端中选择要执行的标准动作，并通过通讯模块340上传到存储模块330；

S30：存储模块330对接收到的标准动作进行分析处理，分解动作信息到控制模块320和检测模块310中；

S40：控制模块320自动控制手套各部分进行对应的动作操作；

S50：动作完成后，检测模块310检测各传感器中的数据，并上传到存储模块330；

S60：存储模块330对比检测模块310中检测到的动作数据和标准数据，在数据匹配时，则动作执行完毕。发送完成结果给智能终端，同时给控制模块320下发指令进行恢复原状操作。如果数据不匹配，则进行下一步操作。

S70：存储模块13找出不匹配的数据，重新进行S30-S60的操作，直到数据匹配为止。

记录手部动作数据的具体过程与标准动作的获取录制S1-S4类似，不同的是在S4，存储模块330对获取的数据存储的名称不同，在获取到手部动作数据时存储为练习数据，并将该练习数据上传到智能终端进行对比，在智能终端机接收到该练习数据后，根据用户的意愿进行显示，也可以和标准动作进行对比，并根据练习数据给出康复建议。

进一步，为了对本发明进行更加详细的描述，基于上述第三实施例提出本实用新型的第四实施例，如图2所示，本实施例分为两部分：

一、主动运动过程

该主动过程包括上述标准动作的获取以及日常训练的内容记录。在用户戴上该智能手套后，带动该智能手套进行运动。主要是记录各传感器和控制 模块320中的数据。各传感器中的数据用于在智能终端上查看手部运动的轨迹动态图，控制模块320中的数据以供后续反向逆能控制该智能手套的运动。

需要说明的是，记录控制模块320的数据包括但不限于电机16的转速和幅度，齿轮17的转速、幅度等，通过编码处理，以控制电机16进行逆向操作，进而控制手部进行被动运动。以上述的弹簧为例，录制标准动作时，手指带动手套的弹簧进行收缩，弹簧进而带动齿轮17进行滑动，记录齿轮17滑动的幅度和转速为Data1，并将该Data1上传到智能终端，这就是智能终端库中标准动作的一个代码记录。

二、被动运动过程

该被动运动过程是指用户戴上该智能手套后，该智能手套带动手部进行运动。具体过程为：智能手套和智能终端连接，通过通讯模块340发送Data1到控制模块320，控制模块320收到指令后发动电机16，带动齿轮17旋转，齿轮17带动手套套体100中的手指部110及手腕部120弯曲，进而带动用户手指进行运动。

进一步地，本实施例中，基于上述第三实施例提出本实用新型的第五实施例，所述手指部110设有用于在所述控制芯片接收到智能终端发送的控制指令传送至所述控制芯片300时，控制手部做出对应动作的刺激单元19，所述刺激单元19与控制芯片300电路连接。

具体地，本实施例中控制芯片300通过气压式控制手指运动，用于自动指导手指运动。在图2的基础上，将弹簧换成手套前后两部分都可以充气的材质，将控制模块320换成一个小的充气泵20。具体原理如下：

收集控制模块320的数据即手套内的气压值。

在手指张开伸直，手腕部120放平出于自然状态，手指部110或手腕部130向下运动时，给手掌部120进行充气。利用起压挤压手指部110或手腕部130向下运动，恢复原状时，手掌部120的套体进行充气，向上推动手指或手腕进行运动。

然后在图1的基础上，在手指部110的每个手指的关节处添加一个刺激单元19，并将该刺激单元19与控制芯片300连接。

智能终端将之前录制好的动作指令发送智能手套的控制芯片300，控制芯 片300将指令转化为刺激信号发给各个刺激单元19，使用户感受到刺激信号后，做出对应动作。

上述刺激信号可以是微电流刺激也可以是微振动刺激。

以手指运动为例，一个手指可以有3个刺激单元19，如果A刺激单元发出刺激信号，则要求用户弯曲和伸展对应关节一次，如果要求B刺激单元发出刺激信号，则要求用户下压和抬起手指一次，如果3个刺激单元19同时发出刺激信号，则整个手指做一次弯曲和伸展。还有手指的左右旋转、左右移动等动作的动作流程同上所述。

以手腕运动为例，如果C刺激单元发出一次刺激信号，手腕做下压和抬起动作一次；如果D刺激单元发出一次刺激信号，手腕做抬起和下压动作一次；如果C和D同时发出一次刺激信号，则水平左右活动一次。还有手腕的左右旋转、翻动手掌等动作的动作流程同上所述。

刺激信号和手指及手腕活动的具体对应规则可以根据具体恢复动作或学习动作要求来制定，并在智能终端上显示给用户，用户了解后，根据指令来做对应动作，如图2流程。

具体实施例中，应用开发人员可以使用这种智能手套，提前录制好获取标准动作指令，将指令合成到应用中，应用上传至应用商店，用户在智能手机下载应用并运行应用，智能手机和智能手套连接后，就可以指导用户来做对应的动作，比如手部康复、学习一些技能。可以理解的是，本实用新型中智能手套使用的传感器并不限于上述列举的各传感器，还可以添加运动轨迹传感器、压力传感器等。

本实用新型还提出一种智能控制系统1000，包括智能终端1100和智能手套1200，该智能手套1200的具体结构参照上述实施例，由于本智能控制系统1000采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述智能终端与所述智能手套通讯连接。

本实用新型技术方案通过采用一种智能控制系统，包括智能终端和智能手套，该智能手套包括手套套体，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所 述感测器与控制芯片电路连接；所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；所述控制芯片用于接收所述感测器发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器。通过上述方式，本实用新型设有记录手部运动轨迹的感测器以及接收和传送数据指令的控制芯片，不仅可以将用户的操作轨迹数据传送给智能终端，还可以接收智能终端根据用户操作触发的控制指令控制手部进行被动动作。本实用新型中的智能手套在现有技术的基础上实现一个反向操作，即根据控制指令自动或者半自动控制用户的手部运动，实现了人机交互。

Claims (10)

1.一种智能手套，包括手套套体，其特征在于，所述手套套体设有感测器和控制芯片；所述感测器与控制芯片电路连接；

所述感测器用于记录所述手套套体的动作数据及控制手套套体的运动；

所述控制芯片用于接收所述感测器发送的动作数据，并将所述动作数据发送至智能终端，接收智能终端根据所述动作数据触发的指令数据，并将所述指令数据发送至所述感测器。

2.如权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述手套套体包括手指部、手掌部和手腕部，所述手指部、手掌部和手腕部均设有感测器。

3.如权利要求2所述的智能手套，其特征在于，所述控制芯片包括：

检测模块，用于检测所述感测器的数据；

控制模块，用于根据所述智能终端发送的指令数据控制手指部、手掌部和/或手腕部的动作；

存储模块，用于存储所述感测器发送的动作数据。

4.如权利要求3所述的智能手套，其特征在于，所述控制芯片还包括：

通讯模块，用于将智能手套与智能终端通讯连接；

供电模块，用于给控制芯片提供能量。

5.如权利要求3所述的智能手套，其特征在于，所述控制芯片还包括电机、齿轮以及安装于所述手指部和手腕部的可伸缩部件，所述电机和齿轮驱动连接，所述齿轮与所述可伸缩部件连接，所述控制模块与所述电机电路连接，所述控制模块在接收到智能终端发送的控制指令后发动所述电机，所述电机带动齿轮转动，所述齿轮通过所述可伸缩部件带动手套套体运动。

6.如权利要求5所述的智能手套，其特征在于，所述感测器与所述可伸缩部件电路连接，以供感测器检测可伸缩部件的运动数据。

7.如权利要求5所述的智能手套，其特征在于，所述可伸缩部件为弹簧。

8.如权利要求2所述的智能手套，其特征在于，所述手指部设有用于在所述控制芯片接收到智能终端发送的控制指令传送至所述控制芯片时，控制手部做出对应动作的刺激单元，所述刺激单元与控制芯片电路连接。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的智能手套，其特征在于，所述感测器包括加速度传感器、弯曲度传感器、水平传感器和重力传感器。

10.一种智能控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的智能手套以及与所述智能手套通讯连接的智能终端。