CN208451634U - 基于手势识别的多感应仿生机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于手势识别的多感应仿生机械手，包括手臂，手臂的两端分别固定连接有外壳和机械手臂本体，外壳的内腔固定连接有主控模块，所述主控模块的输入端分别与降压模块和蓝牙模块的输出端单向电连接，所述降压模块的输入端与电源模块的输出端单向电连接。本实用新型通过设置手臂、外壳、机械手臂本体、主控模块、降压模块、弯曲传感器、电源模块、蓝牙模块和舵机的相互配合，解决了使用者手动操作成本高的问题，该机械手在使用时可代替人工从事一些具有危险性、急迫性和远距离性的工作，从而减少了人工的成本，而且还人工起到了保护的作用，避免了人工在从事危险性劳动时出现意外的状况，因此适合推广使用。

Description

基于手势识别的多感应仿生机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，具体为基于手势识别的多感应仿生机械手。

背景技术

在现实世界中，人们可以通过手来抓取物体、移动物体、配合相应工具完成简单工作，但是伴随着劳动的增多，需要人手做的工作大量增多，这些工作往往具有危险性、急迫性、远距离性，若应用人手来做这些工作代价太大，应用人机交互方式来帮助人完成工作成为了首选的方法。随着人机交互技术的快速发展，尤其是微软的Kinect体感设备走进家庭娱乐，人们越来越对便捷性的交互方式越来越感兴趣，便捷性的交互方式有多种，包括基于触摸屏的互动、基于红外激光的互动、基于机械视觉的互动、基于摇杆按键的互动等，这些互动方式已经在大型展览展示、主题馆、大众娱乐等领域应用，但是这些人机交互方式精细度不够高，人机交互过程也不够流畅，当体验者离开规定范围、规定区域后，将不能完成互动。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了基于手势识别的多感应仿生机械手，具备降低加工成本等优点，解决了使用者手动操作成本高的问题。

(二)技术方案

为实现上述降低加工成本的目的，本实用新型提供如下技术方案：基于手势识别的多感应仿生机械手，包括手臂，所述手臂的两端分别固定连接有外壳和机械手臂本体，所述外壳的内腔固定连接有主控模块；

所述主控模块的输入端分别与降压模块和蓝牙模块的输出端单向电连接，所述降压模块的输入端与电源模块的输出端单向电连接，所述蓝牙模块的输入端与弯曲传感器输出端单向电连接，所述主控模块的输出端与舵机的输入端单向电连接。

优选的，所述主控模块的芯片采用增强型STM32F103系列微控制器STM32F103ZET6。

优选的，所述降压模块采用LM2596开关电压调节器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了基于手势识别的多感应仿生机械手，具备以下有益效果：

1、本实用新型通过设置手臂、外壳、机械手臂本体、主控模块、降压模块、弯曲传感器、电源模块、蓝牙模块和舵机的相互配合，解决了使用者手动操作成本高的问题，该机械手在使用时可代替人工从事一些具有危险性、急迫性和远距离性的工作，从而减少了人工的成本，而且还人工起到了保护的作用，避免了人工在从事危险性劳动时出现意外的状况，因此适合推广使用。

2、本实用新型通过降压模块的设置，可对主控模块及机械手起到保护的作用，避免了输入电压过高造成主控模块和机械手损坏的状况，提高了机械手的实用性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型系统原理示意图。

图中：1手臂、2外壳、3机械手臂本体、4主控模块、5降压模块、6弯曲传感器、7电源模块、8蓝牙模块、9舵机。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，基于手势识别的多感应仿生机械手，包括手臂1，手臂1的两端分别固定连接有外壳2和机械手臂本体3，外壳2的内腔固定连接有主控模块4，主控模块4的芯片采用增强型STM32F103系列微控制器STM32F103ZET6，增强型STM32F103是32位基于ARM核心的带512K闪存、USB、CAN的微控制器，11个16位定时器、3个ADC、13个通信接口；

主控模块4的输入端分别与降压模块5和蓝牙模块8的输出端单向电连接，降压模块5采用LM2596开关电压调节器，通过降压模块5的设置，可对主控模块4及机械手起到保护的作用，避免了输入电压过高造成主控模块4和机械手损坏的状况，提高了机械手的实用性，该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性，固定输出版本有3.3V、5V、12V，可调版本可以输出小于37V的各种电压，开关频率为150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件，由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了LM2596的使用，极大地简化了开关电源电路的设计，在特定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差可以保证在±4％的范围内，振荡频率误差在±15％的范围内，可以用仅80uA的待机电流，实现外部断电，具有自我保护电路，降压模块5的输入端与电源模块7的输出端单向电连接，电源模块7为锂电池，内部提供过压保护、过流保护、过放保护和短路保护等安全保护措施，其电气特性如下：规格：电压12V、容量6800mah和电流：3A带短路保护，锂电池额定电压+12V，由开关稳压芯片LM2596集成的可调电源模块7DC-DC稳压后得到电压+5V和+3.3V，蓝牙模块8的输入端与弯曲传感器6输出端单向电连接，主控模块4的输出端与舵机9的输入端单向电连接。

在使用时，首先通过弯曲传感器6采集手指弯曲程度及其变化并且通过信号放大装置将其通过蓝牙模块8发送到主控模块4，再由主控模块4处理数据并把命令发送给舵机9控制系统，进而由舵机9控制机械手臂本体3完成动作。

综上所述，该基于手势识别的多感应仿生机械手，通过手臂1、外壳2、机械手臂本体3、主控模块4、降压模块5、弯曲传感器6、电源模块7、蓝牙模块8和舵机9的相互配合，解决了使用者手动操作成本高的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.基于手势识别的多感应仿生机械手，包括手臂(1)，其特征在于：所述手臂(1)的两端分别固定连接有外壳(2)和机械手臂本体(3)，所述外壳(2)的内腔固定连接有主控模块(4)；

所述主控模块(4)的输入端分别与降压模块(5)和蓝牙模块(8)的输出端单向电连接，所述降压模块(5)的输入端与电源模块(7)的输出端单向电连接，所述蓝牙模块(8)的输入端与弯曲传感器(6)输出端单向电连接，所述主控模块(4)的输出端与舵机(9)的输入端单向电连接。

2.根据权利要求1所述的基于手势识别的多感应仿生机械手，其特征在于：所述主控模块(4)的芯片采用增强型STM32F103系列微控制器STM32F103ZET6。

3.根据权利要求1所述的基于手势识别的多感应仿生机械手，其特征在于：所述降压模块(5)采用LM2596开关电压调节器。