CN210222692U - 一种多自由度的姿态控制手套 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种多自由度的姿态控制手套及多自由度机械手，包括：手套本体，手套本体包括手掌套和指套，指套连接在手掌套的一端；手套本体适于佩戴在人手上；第一信号接收组件，第一所述信号接收组件包括第一三轴陀螺仪传感器和第一传感器信号发射器，第一三轴陀螺仪传感器设置在指套上，第一传感器信号发射器安装在手掌套的掌背处，并与第一三轴陀螺仪电连接；第一三轴陀螺仪传感器适于检测指套的运动信息，第一传感器信号发射器适于获取第一三轴陀螺仪传感器检测的指套运动信息并向外发射。通过上述结构的设置，使得姿态控制手套能够捕捉更多维度的信号，实现更多自由度的控制。

Description

一种多自由度的姿态控制手套

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种多自由度的姿态控制手套。

背景技术

随着人工智能的不断进步，智能设备不断出现，智能控制手套也应运而生，市场上主要的智能控制手套有两种类型，一类是通过手指的运动，牵引手套组件拉动电位器轴转动，改变电阻值，带动对应的舵机产生运动；第二类是在手套的手指上安装弯曲传感器，通过手指的弯曲带动弯曲传感器从而产生电阻值的变化，带动舵机的运动。

但是上述两种结构的智能控制手套均有缺陷，其中第一类智能手套由于通过牵引电位器来控制舵机，精度不高，反应迟钝，且一个手指只能控制一路舵机，完成一个手指的屈伸动作，局限性较高；另一类智能手套由于通过弯曲传感器来控制舵机，同样存在精度不高、反应慢、只能控制一个手指实现屈伸的问题。其中，中国专利文献CN207457837U采用的是第二种控制方式。

因此，针对以上不足，本实用新型急需提供一种多自由度的姿态控制手套。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多自由度的姿态控制手套，以解决现有技术中姿态控制手套因结构原因导致能够识别的姿势少的问题。

本实用新型提供的多自由度的姿态控制手套，包括：手套本体，所述手套本体包括手掌套和指套，所述指套连接在所述手掌套的一端；所述手套本体适于佩戴在人手上；第一信号接收组件，第一所述信号接收组件包括第一三轴陀螺仪传感器和第一传感器信号发射器；所述第一三轴陀螺仪传感器设置在所述指套上；所述第一传感器信号发射器安装在所述手掌套上，并与所述第一三轴陀螺仪电连接；所述第一三轴陀螺仪传感器适于检测所述指套的运动信息，所述第一传感器信号发射器适于获取所述第一三轴陀螺仪传感器检测的指套运动信息并向外发射。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述第一三轴陀螺仪传感器安装在所述指套的中部，适于与佩戴人手指的第二指节对应。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述指套的数量为五个，适于分别对应佩戴人手指的大拇指、食指、中指、无名指和小指；所述第一信号接收组件的数量为五个，五个所述第一信号接收组件中的所述第一三轴陀螺仪传感器分别对应安装在五个所述指套上，适于分别检测大拇指、食指、中指、无名指和小指的运动信息。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，还包括第二信号接收组件，所述第二信号接收组件包括第二三轴陀螺仪传感器和第二传感器信号发射器，所述第二三轴陀螺仪传感器设置在所述手掌套的手腕位置处，所述第二传感器信号发射器安装在所述手掌套的掌背处，并与所述第二三轴陀螺仪电连接；所述第二三轴陀螺仪传感器适于检测所述手腕处的运动信息，所述第二传感器信号发射器适于获取并发射所述第二三轴陀螺仪传感器检测的手腕处运动信息。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，还包括第一供电组件，所述第一供电组件安装在所述手掌套的掌背处，并与所述第一三轴陀螺仪传感器、第一传感器信号发射器、第二三轴陀螺仪传感器和第二传感器信号发射器电连接，适于提供电源。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，还包括接收控制组件，所述接收控制组件用于与所述第一信号接收组件和所述第二信号接收组件通信连接；所述接收控制组件适于接收控制信号。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述接收控制组件包括信号接收器和第二供电组件，所述信号接收器的数量为六个，六个所述信号接收器分别与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器无线连接；所述第二供电组件分别与六个所述信号接收器电连接。

如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述信号接收器与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器采用无线电连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：

本实用新型中多自由度的姿态控制手套在手套本体上设置包括第一三轴陀螺仪传感器和第一传感器信号发射器的第一信号组件，通过第一三轴陀螺仪传感器使得多自由度的姿态控制手套可多维度捕捉佩戴人手腕或手指的三维空间位移信号，并将信号转化为X轴、Y轴、Z轴信号，并将其发送至第一传感器信号发射器，并通过所述第一传感器信号发射器或第二传感器信号发射器进行转码发送致接收控制组件，并通过接收控制组件控制与其连接的设备进行多自由度动作。通过上述结构的设置，使得姿态控制手套能够捕捉更多维度的信号，实现更多自由度的控制。

附图说明

图1为本实用新型中多自由度的姿态控制手套的结构示意图；

图2为本实用新型中多自由度机械手的结构示意图；

图3为本实用新型中第一动力组件的结构示意图；

图4为本实施多自由度机械手与接收控制组件连接示意图。

附图标记说明：

10-多自由度的姿态控制手套，11-手掌套，12-指套，13-第一三轴陀螺仪传感器，14-第一传感器信号发射器，15-第二三轴陀螺仪传感器，16-第二传感器信号发射器，17-第一供电组件；

20-多自由度机械手，21-手掌，22-手指，23-信号接收器，24-第二供电组件，25-手臂；

30-第一动力组件，31-第一舵机，32-第二舵机，33-第三舵机；

40-第二动力组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型提供的多自由度的姿态控制手套，包括：手套本体，所述手套本体包括手掌套11和指套12，所述指套12连接在所述手掌套 11的一端；所述手套适于佩戴在人手上；第一信号接收组件，第一所述信号接收组件包括第一三轴陀螺仪传感器13和第一传感器信号发射器14，所述第一三轴陀螺仪传感器13设置在所述指套12上，所述第一传感器信号发射器 14安装在所述手掌套11的掌背处，并与所述第一三轴陀螺仪电连接；所述第一三轴陀螺仪传感器13适于检测所述指套12的运动信息，所述第一传感器信号发射器14适于获取所述第一三轴陀螺仪传感器13检测的指套12运动信息，并向外发射。

如图1所示，如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述第一三轴陀螺仪传感器13安装在所述指套12的中部，适于对应手指的第二指节。

如图1所示，如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，所述指套12的数量为五个，适于分别对应人手的大拇指、食指、中指、无名指和小指；所述第一信号接收组件的数量为五个，五个所述第一信号接收组件中的所述第一三轴陀螺仪传感器13分别对应安装在五个所述指套12上，适于分别检测并发送五个手指的运动信息。

如图1所示，如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，还包括第二信号接收组件，所述第二信号接收组件包括第二三轴陀螺仪传感器15 和第二传感器信号发射器16，所述第二三轴陀螺仪传感器15设置在所述手掌套11的手腕位置处，所述第二传感器信号发射器16安装在所述手掌套11的掌背处，并与所述第二三轴陀螺仪电连接；所述第二三轴陀螺仪传感器15适于检测所述手腕处的运动信息，所述第二传感器信号发射器16适于获取并发射所述第二三轴陀螺仪传感器15检测的手腕处运动信息。

如图1所示，如上所述的多自由度的姿态控制手套，进一步优选为，还包括第一供电组件17，所述第一供电组件17安装在所述手掌套11的掌背处，并与所述第一三轴陀螺仪传感器13、第一传感器信号发射器14、第二三轴陀螺仪传感器15和第二传感器信号发射器16电连接，适于供电。

如图2-4所示，如上所述的多自由度的姿态控制手套，还包括接收控制组件，所述接收控制组件用于与所述第一信号接收组件和所述第二信号接收组件通信连接，适于接收控制信号。

进一步的，所述接收控制组件包括信号接收器23和第二供电组件24，所述信号接收器23的数量为六个，六个所述信号接收器23分别与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器无线连接；所述第二供电组件分别与六个所述信号接收器电连接。优选的，所述信号接收器与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器采用无线电连接。具体的，本实施例中，所述信号接收器为三轴陀螺仪舵机控制板。

本实施例中，所述接收控制组件安装于被控制的设备上，例如机械臂、机器人、智能车、爬行玩具等等由多部舵机组成的部件或设备，使得本实施例中的多自由度姿态控制手套可以在线、遥控、远程控制上述任意由多部舵机组成的部件或设备。具体的，本实施例以多自由度机械手为例进行说明：

除安装于手背部的接收组件外，多自由度机械手还包括手部组件，所述手部组件包括手臂25、手掌21、手指22、第一动力组件30和第二动力组件40，所述手掌21通过第一动力组件30与所述手臂25连接，所述手指22的数量为五根，五根所述手指22分别通过五个第二动力组件40与所述手掌21连接；第一动力组件30、所述第二动力组件40分别与六个所述接收器信号接收器23 电连接。所述第一动力组件30包括第一舵机31、第二舵机32和第三舵机33；所述第一舵机31安装在所述手臂25上，且输出端与所述第二舵机32连接，所述第三舵机33安装在所述第二舵机32的输出端，且输出端与所述手掌21 连接；所述第二动力组件40包括第四舵机、第五舵机和第六舵机；所述第四舵机安装在所述手掌21上，且输出端与所述第五舵机连接，所述第六舵机安装在所述第五舵机的输出端，且输出端与所述手指22连接。所述第一动力组件30中第一舵机31适于驱动所述手掌21相对于所述手臂25左右360°旋转、第二舵机32适于驱动所述手掌21相对于所述手臂25前后180°摆动，所述三舵机适于驱动所述手掌21相对于所述手臂25左右180°摆动。同理，所述第二动力组件40的所述第四舵机、第五舵机和第六舵机的连接结构与所述第一动力组件30中第一舵机31、第二舵机32和第三舵机33的连接结构相同，也适于驱动所述手指22相对于所述手掌21左右360°旋转、前后180°摆动以及左右180°摆动。

对应连接时，务必保证电路以及无线通信对应连接，使得多自由度的姿态控制手套10中拇指控制多自由度机械手20中的拇指、多自由度的姿态控制手套10与多自由度机械手20中拇指与拇指对应、食指与食指对应、中指与中指对应、无名指与无名指对应、小指与小指对应、手腕与手腕对应，进而实现精准控制。通过多自由度的姿态控制手套10及多自由度机械手的配合，可控制机械手同步每个手指三个自由度，五指共十五个自由度，加上手腕三个自由度共18个自由度的工作。

优选的，本实用新型中，三轴陀螺仪传感器采用的是gy-521MPU6050模块三轴角度传感器；发射接收模块为型号为NRF24L01的无线数据传送模块；三轴陀螺仪舵机控制板采用的是市售的三轴陀螺仪云台舵机控制板；所述第一供电组件17和所述第二供电组件24选用6v锂通用蓄电池。需要说明的是，上述仅为本实施例中采用的产品来源，本领域技术人员还可采用其他市售常规的产品，不同厂家、型号、路数的元器件、电器件并不影响本实用新型技术方案的实施及技术效果的实现。

本实用新型通过上述结构的多自由度的姿态控制手套10的设置，实现了多自由度的姿态控制手套10与多部舵机组成的部件或设备的通信连接，使得多自由度的姿态控制手套10可进行多部舵机组成的部件或设备的控制。其中因第一信号接收组件和所述第二信号接收组件中第一三轴陀螺仪传感器13以及第二三轴陀螺仪传感器15的设置，使得多自由度的姿态控制手套10可多维度捕捉佩戴人手腕或手指的三维空间位移信号，并将信号转化为X轴、Y轴、Z轴信号，并将其发送至第一传感器信号发射器14或第二传感器信号发射器 16，并通过所述第一传感器信号发射器14或第二传感器信号发射器16进行转码发送。信号通过无线电波的形式传递给对应的信号接收器23，由信号接收器23进行解码，转化为X轴、Y轴、Z轴信号，并输送给对应的第一动力组件30或第二动力组件40，以控制多部舵机组成的部件或设备中对应的结构做预设动作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多自由度的姿态控制手套，其特征在于，包括：

手套本体，所述手套本体包括手掌套和指套，所述指套连接在所述手掌套的一端；所述手套本体适于佩戴在人手上；

第一信号接收组件，第一所述信号接收组件包括第一三轴陀螺仪传感器和第一传感器信号发射器；所述第一三轴陀螺仪传感器设置在所述指套上；所述第一传感器信号发射器安装在所述手掌套上，并与所述第一三轴陀螺仪电连接；所述第一三轴陀螺仪传感器适于检测所述指套的运动信息，所述第一传感器信号发射器适于获取所述第一三轴陀螺仪传感器检测的指套运动信息并向外发射。

2.根据权利要求1所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，所述第一三轴陀螺仪传感器安装在所述指套的中部，适于与佩戴人手指的第二指节对应。

3.根据权利要求2所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，所述指套的数量为五个，适于分别对应佩戴人手指的大拇指、食指、中指、无名指和小指；

所述第一信号接收组件的数量为五个，五个所述第一信号接收组件中的所述第一三轴陀螺仪传感器分别对应安装在五个所述指套上，适于分别检测大拇指、食指、中指、无名指和小指的运动信息。

4.根据权利要求3所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，还包括第二信号接收组件，所述第二信号接收组件包括第二三轴陀螺仪传感器和第二传感器信号发射器，所述第二三轴陀螺仪传感器设置在所述手掌套的手腕位置处，所述第二传感器信号发射器安装在所述手掌套的掌背处，并与所述第二三轴陀螺仪电连接；所述第二三轴陀螺仪传感器适于检测所述手腕处的运动信息，所述第二传感器信号发射器适于获取并发射所述第二三轴陀螺仪传感器检测的手腕处运动信息。

5.根据权利要求4所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，还包括第一供电组件，所述第一供电组件安装在所述手掌套的掌背处，并与所述第一三轴陀螺仪传感器、第一传感器信号发射器、第二三轴陀螺仪传感器和第二传感器信号发射器电连接，适于提供电源。

6.根据权利要求5所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，还包括接收控制组件，所述接收控制组件用于与所述第一信号接收组件和所述第二信号接收组件通信连接。

7.根据权利要求6所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，所述接收控制组件包括信号接收器和第二供电组件，所述信号接收器的数量为六个，六个所述信号接收器分别与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器电连接；所述第二供电组件分别与六个所述信号接收器电连接。

8.根据权利要求7所述的多自由度的姿态控制手套，其特征在于，

所述信号接收器与所述第一传感器信号发射器、第二传感器信号发射器采用无线电连接。

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