CN211940967U - 一种仿生手的触感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生手的触感装置，它应用于仿生手的研发与控制领域，其包括设置在仿生手上的信号检测单元、控制器和设置在仿生手或人体上表示所述信号检测单元检测到的信号量化的执行单元，所述信号检测单元与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与执行单元连接；本实用新型结构简单，设计新颖，在仿生手灵活、协调完成各动作的同时，还能为仿生手提供有效的触觉和感觉能力，能直观显示和感觉到抓取物的软硬程度、抓握力度和温度的高低，方便做出下一步动作的判断，且实用性高，制作方便、成本低，可满足不同用户的多种需求，具有较高的经济价值和社会效益，有推广的必要。

Description

一种仿生手的触感装置

技术领域

本实用新型涉及仿生手的研发与控制领域，具体的说是一种仿生手的触感装置。

背景技术

随着科技的进步，各行各业的发展日新月异，也给广大用户带来了福音。目前，仿生手各手指动作的灵活性和协调性都很好，且控制精度高，能象人手一样灵活的实现抓取、拿捏、抬高、下落、向前和向后的移动等等，可顺利完成吃饭、喝水、夹菜和意思表达等日常动作。

然而，仿生手的触觉和感应能力受到一些限制，通过人的感官无法准确判断需要抓取物的软硬程度，不清楚抓取力的大小，也无法判断温度的高低，给用户带来了不便，有待优化改进。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种仿生手的触感装置，其能直观显示或感觉到需要抓取物的软硬、抓握力度和温度的高低，实现了人性化设计。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型包括设置在仿生手上的信号检测单元、控制器和设置在仿生手或人体上表示所述信号检测单元检测到的信号量化的执行单元，所述信号检测单元与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与执行单元连接。

本实用新型的进一步改进在于：所述信号检测单元包括设置在仿生手上的力度传感器和温度传感器，所述仿生手包括正面和反面，所述执行单元为设置在反面的显示单元、设置在人体上的感知单元和/或设置在仿生手上的发声单元。

本实用新型的进一步改进在于：所述显示单元为条形流水灯、LED灯、变色指示器、液晶显示屏或数字值。

本实用新型的进一步改进在于：所述感知单元为发热元件、振频器或力度反应器。

本实用新型的进一步改进在于：所述发声单元为蜂鸣器或扬声器。

本实用新型的进一步改进在于：所述力度传感器设置在驱动仿生手的手指动作的驱动电机安装座处。

本实用新型的进一步改进在于：所述信号检测单元为设置在仿生手的内部与驱动手指动作的驱动电机电连接的电流传感器。

本实用新型的进一步改进在于：还包括无线传输装置，所述无线传输装置包括无线发射器和无线接收器，所述无线发射器和无线接收器均与控制器电连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型结构简单，设计新颖，在仿生手灵活、协调完成各动作的同时，还能为仿生手提供有效的触觉和感觉能力，能直观显示或感觉到抓取物的软硬程度、抓握力度和温度的高低，方便做出下一步动作的判断。其人性化的设计深受广大用户的喜欢，且实用性高，制作方便、成本低，可满足不同用户的多种需求，具有较高的经济价值和社会效益，有推广的必要。

附图说明

图1是本实用新型正面的结构示意图；

图2是本实用新型反面的结构示意图；

图3是本实用新型工作原理结构示意图；

图4是本实用新型条形流水灯的显示面结构示意图。

其中，1、温度传感器；2、仿生手；3、力度传感器；4、正面；5、感知单元；6、人体；7、显示单元；8、反面；9、发声单元；10、控制器；11、电流传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种仿生手的触感装置，如图1-4所示，其包括设置在仿生手2上的信号检测单元、控制器10和设置在仿生手2或人体6上的执行单元，所述执行单元表示的信号与信号检测单元检测到的信号呈线性关系，所述执行单元能线性反应信号检测单元检测到的信息，所述信号检测单元与控制器10的输入端电连接，所述控制器10的输出端与执行单元连接。

实施例一：如图1-3所示，所述仿生手2包括正面4和反面8，所述信号检测单元包括设置在仿生手2上的力度传感器3和温度传感器1，如图1所示，所述力度传感器3设置在手指上，当用手指敲键盘、按手机等简单的动作时，能通过执行单元的显示、感知和/或发声情况间接知道需要用力的大小。

所述温度传感器1为热敏电阻、热电偶、红外测温仪或PT100等，对温度非常敏感，其灵敏度高。通过设置在手指末端的温度传感器1可检测到被测物的温度信息，不同的温度对应不同的值，不同的值对应不同的电压，执行单元通过不同的电压展示不同的温度信息。

所述控制器10可以为电压放大模块、PLC单元或单片机等，能实现信号的线性放大即可。信号检测单元检测到不同的电压信号，经过控制器10 的控制以后该电压信号呈线性放大，该放大后的电压信号作用给执行单元以展示不同的输入信息，间接感知信号检测单元检测到被测物的信息。所述执行单元可以为设置在反面8的显示单元7，所述显示单元7可以为条形流水灯、LED灯、变色指示器、液晶显示屏或数字值。

当显示单元7为条形流水灯的时候，如图4所示，电压信号越大，条形流水灯被点亮的格数越多，电压信号越小，条形流水灯被点亮的格数越少，可见，随着电压信号的变大，条形流水灯被点亮的格数越多，随着电压信号的变小，条形流水灯被点亮的格数越少。通过条形流水灯被点亮的格数可直观反映被测物受力大小、软硬程度，适于用多大的力量去抓取，也可以直观显示被测物的温度高低。

显示单元7可以为LED灯，此时，可根据LED灯的亮度来直观显示被测物的受力大小和温度高低，LED灯越亮被测物的受力越大、温度越高；LED灯越暗被测物的受力越小、温度越低。

显示单元7可以为变色指示器，根据变换的不同颜色来判断力度大小和温度高低，其颜色对应力度和温度的信息按用户的要求设置即可。根据用户的要求显示单元还可以用液晶显示屏直观显示对应的力度和温度信息。

显示单元7也可以为数字值，显示的数字值越小，被测物的受力越小、温度越低；显示的数字值越大，被测物的受力越大、温度越高。当受力值或温度值小的时候显示1亮，同时，受力值或温度值变大的时候，显示的数字会变大为2或3等，依次类推。这样，可以根据显示单元7的直观显示来了解被测物的受力和温度信息。当然，不限于以上列举的几种，也可以通过其它方式显示，均在本实用新型的保护范围之内。

实施例二：如图1和图2所示，与实施例一不同之处只是：所述执行单元为设置在人体6上的感知单元5，所述感知单元5为发热元件，当测得的受力越大或温度越高的时候，该发热元件散发的热量越多，人体6会感觉到热量大；当测得的受力越小或温度越低的时候，该发热元件散发的热量越小，人体6会感觉到温热的反应。这样，根据作用到人体6上热量的大小可间接得知被测物的受力值的大小、软硬程度和温度的高低。这样，仿生手2就有了触觉和感觉，其人性化的设计，被多数用户认可。

所述感知单元5可以为振频器，当测得的受力越大或温度越高的时候，人体6会感觉到该振频器振动的频率越大；当测得的受力越小或温度越低的时候，人体6会感觉到该振频器振动的频率会越小。这样，通过作用到人体6上振动频率的大小也可测得被测物的受力值的大小、软硬程度和温度的高低，为仿生手2增添触觉和感知的功能。

所述感知单元5也可以为力度反应器，该力可以为电磁束缚力，还可以为电击力等，当测得的受力越大或温度越高的时候，人体6会感觉到该力度反应器作用到人体6上的力越大；当测得的受力越小或温度越低的时候，人体6会感觉到该力度反应器作用到人体6上的力越小。这样，通过作用到人体6上作用力的大小也可间接得知被测物受力值的大小、软硬程度和温度的高低，为仿生手2增添触觉和感知的功能。

实施例三：和实施例一和实施例二的不同之处为：所述执行单元为发声单元9，所述发声单元9为蜂鸣器或扬声器，也可以为其它能发出声音的产品。此时，可根据蜂鸣器或扬声器声音变化的特征直观、形象的知道被测物的受力大小和温度高低。受力越大，蜂鸣器或扬声器的声音或声频就越高，温度越高，蜂鸣器或扬声器的声音或声频也会越高；相反，受力越小，蜂鸣器或扬声器的声音或声频就越低，温度越低，蜂鸣器或扬声器的声音或声频也会越低。声音变化的特征可根据用户的需要灵活安排，能满足要求即可。

实施例四：所述力度传感器3设置在驱动仿生手2手指动作的驱动电机安装座处，可检测此处力的大小，用力越大此处的受力越大，进而通过执行单元感知该处受力的大小，所述执行单元为显示单元7、感知单元5和/或发声单元9。

所述信号检测单元为设置在仿生手2的内部与驱动手指动作的驱动电机电连接的电流传感器11，执行单元与实施例一到三相同。通过执行单元可以根据通过电流传感器11电流的大小间接测得被测物的受力值的大小、抓握力度大小和软硬情况。

在以上四个实施例中，执行单元可以为显示单元7，也可以为发声单元9也可以为感知单元5，也可以为显示单元7、感知单元5、发声单元9中的两种。且显示单元7、发声单元9和感知单元5不限于以上列举的几种方式，还包括在此基础上本领域人员想到的其它不同的实现方式，其设计简单、新颖，用户们赞不绝口。当然，力度传感器3、温度传感器1和电流传感器11的设置数量和设置位置也可根据用户的需要灵活安排，能满足要求即可。

当仿生手2为远程控制的时候，可以设置无线传输装置，所述无线传输装置包括无线发射器和无线接收器，所述无线发射器和无线接收器均与控制器 10电连接，为远程控制提供了方便。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本实用新型而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种仿生手的触感装置，其特征在于：包括设置在仿生手（2）上的信号检测单元、控制器（10）和设置在仿生手（2）或人体（6）上表示所述信号检测单元检测到的信号量化的执行单元，所述信号检测单元与控制器（10）的输入端电连接，所述控制器（10）的输出端与执行单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述信号检测单元包括设置在仿生手（2）上的力度传感器（3）和温度传感器（1），所述仿生手（2）包括正面（4）和反面（8），所述执行单元为设置在反面（8）的显示单元（7）、设置在人体（6）上的感知单元（5）和/或设置在仿生手（2）上的发声单元（9）。

3.根据权利要求2所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述显示单元（7）为条形流水灯、LED灯、变色指示器、液晶显示屏或数字值。

4.根据权利要求2所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述感知单元（5）为发热元件、振频器或力度反应器。

5.根据权利要求2所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述发声单元（9）为蜂鸣器或扬声器。

6.根据权利要求2所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述力度传感器（3）设置在驱动仿生手（2）的手指动作的驱动电机安装座处。

7.根据权利要求1所述的一种仿生手的触感装置，其特征在于：所述信号检测单元为设置在仿生手（2）的内部与驱动手指动作的驱动电机电连接的电流传感器（11）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的触感装置，其特征在于：还包括无线传输装置，所述无线传输装置包括无线发射器和无线接收器，所述无线发射器和无线接收器均与控制器（10）电连接。

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