體感式控制裝置及機(jī)械臂系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種體感式控制裝置，用于控制機(jī)械臂。體感式控制裝置包括第一傳感器、處理器及控制器。所述第一傳感器用于感測(cè)用戶身體以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述用戶身體的預(yù)定部位的動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的識(shí)別信號(hào)。所述控制器用于根據(jù)所述識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂做出相應(yīng)的動(dòng)作。通過(guò)體感式控制裝置，可方便、直觀、快捷地通過(guò)體感式控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的控制，使機(jī)械臂完成人不方便親自操作的工作。本實(shí)用新型還提供了一種機(jī)械臂系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】
體感式控制裝置及機(jī)械臂系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械臂技術(shù)，特別涉及一種體感式控制裝置及機(jī)械臂系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前機(jī)械臂的控制方式多為通過(guò)操作桿或按鍵進(jìn)行控制，或?qū)C(jī)械臂進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。這樣的控制方式不夠直觀和友好，在一些特定領(lǐng)域進(jìn)行較細(xì)致的操作時(shí)會(huì)有諸多不便。例如實(shí)驗(yàn)室中科研工作者操作機(jī)械臂機(jī)械進(jìn)行復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作，醫(yī)生通過(guò)機(jī)械臂進(jìn)行遠(yuǎn)程診療，畫家或書法家通過(guò)機(jī)械臂進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)時(shí)，采用操作桿或按鍵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的難度較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的實(shí)施方式旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的實(shí)施方式需要提供一種體感式控制裝置及機(jī)械臂系統(tǒng)。
[0004]—種體感式控制裝置，用于控制機(jī)械臂，所述體感式控制裝置包括:
[0005]第一傳感器，所述第一傳感器用于感測(cè)用戶身體以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)；
[0006]處理器，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述用戶身體的預(yù)定部位的動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的識(shí)別信號(hào);及
[0007]控制器，所述控制器用于根據(jù)所述識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0008]通過(guò)體感式控制裝置，可方便、直觀、快捷地通過(guò)體感式控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的控制，使機(jī)械臂完成人不方便親自操作的工作。解決了現(xiàn)有技術(shù)的某些問(wèn)題。
[0009]在某些實(shí)施方式中，所述機(jī)械臂位于相對(duì)于所述體感式控制裝置的遠(yuǎn)端，所述體感式控制裝置用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)械臂。
[0010]在某些實(shí)施方式中，所述體感式控制裝置包括個(gè)人計(jì)算機(jī)。
[0011]在某些實(shí)施方式中，所述第一傳感器包括三維攝影機(jī)，所述三維攝影機(jī)用于感測(cè)所述用戶身體的三維信息以產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)。
[0012]在某些實(shí)施方式中，所述預(yù)定部位包括人體關(guān)節(jié)。
[0013]在某些實(shí)施方式中，所述預(yù)定部位包括手掌。
[0014]在某些實(shí)施方式中，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的運(yùn)動(dòng)軌跡以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第一識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂移動(dòng)。
[0015]在某些實(shí)施方式中，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的第一預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第二識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第二識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂恢復(fù)初始位置。
[0016]在某些實(shí)施方式中，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的第二預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第三識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第三識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂停止工作。
[0017]在某些實(shí)施方式中，所述機(jī)械臂包括臂體及設(shè)置于所述臂體的取物部件；
[0018]所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的持握動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的持握識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述持握識(shí)別信號(hào)控制所述取物部件攜取目標(biāo)物體；
[0019]所述處理器還用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的張開動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的張開識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述張開識(shí)別信號(hào)控制所述取物部件松開所述目標(biāo)物體。
[0020]在某些實(shí)施方式中，所述取物部件包括吸盤。
[0021]在某些實(shí)施方式中，所述體感式控制裝置包括靠近所述機(jī)械臂設(shè)置的第二傳感器及發(fā)送裝置;所述第二傳感器用于感測(cè)所述機(jī)械臂并獲取所述機(jī)械臂的工作狀態(tài)信息;所述發(fā)送裝置用于發(fā)送所述工作狀態(tài)信息；
[0022]所述體感式控制裝置包括接收裝置及顯示器;所述接收裝置用于接收所述工作狀態(tài)信息;所述顯示器用于根據(jù)所述工作狀態(tài)信息顯示所述機(jī)械臂的工作狀態(tài)。
[0023]在某些實(shí)施方式中，所述第二傳感器包括成像裝置，所述成像裝置用于拍攝所述機(jī)械臂以獲取所述機(jī)械臂的實(shí)時(shí)影像;所述發(fā)送裝置用于發(fā)送所述實(shí)時(shí)影像；
[0024]所述接收裝置用于接收所述實(shí)時(shí)影像;所述顯示器用于顯示所述實(shí)時(shí)影像。
[0025]本實(shí)用新型還提供一種機(jī)械臂系統(tǒng)，其包括機(jī)械臂及上述實(shí)施方式所述的體感式控制裝置。
[0026]本實(shí)用新型的實(shí)施方式的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0027]本實(shí)用新型的實(shí)施方式的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0028]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)及體感式控制裝置的功能模塊示意圖。
[0029]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)的實(shí)物及其連接關(guān)系示意圖。
[0030]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施方式的體感式控制裝置的工作原理示意圖。
[0031 ]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂的立體示意圖。
[0032]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂的取物部件的剖視示意圖。
[0033]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)及體感式控制裝置的功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式，實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中相同或類似的標(biāo)號(hào)自始至終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。
[0035]下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施方式，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限制。
[0036]請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型實(shí)施方式的體感式控制裝置100可用于控制機(jī)械臂200，并可應(yīng)用于本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)1000，體感式控制裝置100可包括第一傳感器110、處理器120及控制器130。其中，第一傳感器110用于感測(cè)用戶身體以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，處理器120可用于處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別用戶身體的預(yù)定部位的動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的識(shí)別信號(hào)?？刂破?30可用于根據(jù)識(shí)別信號(hào)控制機(jī)械臂200做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0037]也就是說(shuō)，第一傳感器110感測(cè)用戶身體，例如感測(cè)特定身體部件及其位置，處理器120用于處理分析第一傳感器110的感測(cè)信號(hào)。控制器130根據(jù)識(shí)別信號(hào)控制機(jī)械臂200，以使機(jī)械臂200做出與用戶的身體動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
[0038]如此，可方便、直觀、快捷地通過(guò)體感式控制裝置100實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂200的控制，使機(jī)械臂200完成人不方便親自操作的活動(dòng)，例如有較大危險(xiǎn)性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，還可以使機(jī)械臂200還原人的肢體語(yǔ)言以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診療、遠(yuǎn)程書畫教學(xué)等，從而給人們的生產(chǎn)生活增添方便。
[0039]在某些實(shí)施方式中，體感式控制裝置100可包括個(gè)人計(jì)算機(jī)140。例如，體感式控制裝置100可包括集成于個(gè)人計(jì)算機(jī)140內(nèi)部的處理器120及外接于個(gè)人計(jì)算機(jī)140的第一傳感器110，第一傳感器110可以是體感傳感器。個(gè)人計(jì)算機(jī)140具有較好的功能拓展性，可作為本實(shí)用新型實(shí)施方式的處理器120，可一方面連接機(jī)械臂200的控制器130以控制機(jī)械臂200運(yùn)動(dòng)，一方面可連接第一傳感器110以接收第一傳感器110的感測(cè)信號(hào)。
[0040]體感傳感器可采用目前市面上體感游戲機(jī)所配備的體感傳感器。體感傳感器可感測(cè)人體一些特定部位，如手掌2000、手臂的各個(gè)關(guān)節(jié)，進(jìn)而使處理器120及控制器130根據(jù)手掌2000或手臂關(guān)節(jié)的特定運(yùn)動(dòng)或位移控制機(jī)械臂200做出相應(yīng)操作。
[0041]機(jī)械臂200可以是一種桌面型小型機(jī)械臂200，其包括臂體210，微控制器220，直流電源(圖未示)。機(jī)械臂200可與個(gè)人計(jì)算機(jī)140連接。微控制器220是機(jī)械臂200的主要控制器130，用于接收體感式控制裝置100的控制信號(hào)并控制機(jī)械臂200執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。直流電源可采用5V供電電壓與5A供電電流對(duì)微控制器220進(jìn)行供電。個(gè)人計(jì)算機(jī)140與微控制器220通過(guò)串口進(jìn)行通信。第一傳感器110將感測(cè)信號(hào)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)140，個(gè)人計(jì)算機(jī)140分析處理感測(cè)信號(hào)并生成具體的執(zhí)行指令通過(guò)串口傳遞給機(jī)械臂200，進(jìn)而控制機(jī)械臂200運(yùn)動(dòng)。
[0042]然而，本實(shí)用新型實(shí)施方式中的第一傳感器110并不局限于體感傳感器，還可以是深度傳感器、三維攝影機(jī)等，或是多種不同功能的傳感器組合成的傳感器組。處理器120也并不局限于個(gè)人計(jì)算機(jī)140，還有可能是手機(jī)或一些可編程拓展的智能芯片。
[0043]在某些實(shí)施方式中，機(jī)械臂200位于相對(duì)于體感式控制裝置100的遠(yuǎn)端，體感式控制裝置100用于遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂200。
[0044]也就是說(shuō)，機(jī)械臂200及體感式控制裝置100是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的裝置，并分別位于不同的地方。二者可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線信號(hào)或數(shù)據(jù)線等傳輸線路建立連接。如此，可大大拓展體感式控制裝置100的應(yīng)用，使其實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂200的遠(yuǎn)程控制。
[0045]在某些實(shí)施方式中，第一傳感器110可包括三維攝影機(jī)，三維攝影機(jī)用于感測(cè)用戶身體的三維信息以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。
[0046]例如，三維攝影機(jī)可感測(cè)用戶身體的并獲得各個(gè)部位的三維坐標(biāo)并產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，處理器120可通過(guò)感測(cè)信號(hào)識(shí)別特定部位(例如手掌2000)及其三維坐標(biāo)，當(dāng)手掌2000的形狀發(fā)生特定變化時(shí)，或手掌2000的位置發(fā)生變化時(shí)，處理器120可分析獲得變化結(jié)果并以此產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)，以使控制器130對(duì)機(jī)械臂200進(jìn)行相應(yīng)的操控。
[0047]如此，采用三維攝影機(jī)，技術(shù)較易實(shí)現(xiàn)且識(shí)別準(zhǔn)度較高。
[0048]在某些實(shí)施方式中，預(yù)定部位可以是人體關(guān)節(jié)，例如手臂的各個(gè)關(guān)節(jié)，腿部各個(gè)關(guān)節(jié)，以及頭頸等。
[0049]在人做出動(dòng)作時(shí)，關(guān)節(jié)相當(dāng)于各段肢體的連接點(diǎn)，使其連接的各段肢體發(fā)生相對(duì)位移或旋轉(zhuǎn)。識(shí)別人體的各個(gè)關(guān)節(jié)，能較好地還原人的肢體運(yùn)動(dòng)形態(tài)。
[0050]在某些實(shí)施方式中，預(yù)定部位包括手掌2000。
[0051]—般來(lái)說(shuō)，人手是人體最靈巧的部位，也是最常使用的部位之一。不論是操控機(jī)械還是電子設(shè)備，人都習(xí)慣用手去操作，因此，將手掌2000作為感測(cè)對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂200的控制，符合一般人的操作習(xí)慣。
[0052]請(qǐng)參閱圖3，在某些實(shí)施方式中，處理器120用于處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別手掌2000的運(yùn)動(dòng)軌跡以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一識(shí)別信號(hào);控制器130用于根據(jù)第一識(shí)別信號(hào)控制機(jī)械臂200移動(dòng)。
[0053]也就是說(shuō)，當(dāng)手掌2000移動(dòng)時(shí)，處理器120可通過(guò)感測(cè)信號(hào)識(shí)別手掌2000的運(yùn)動(dòng)軌跡。例如，機(jī)械臂200臂體210末端可設(shè)置有取物部件230，也就是用于攜取目標(biāo)物體3000的部件，可以是機(jī)械手或吸盤231等。最開始機(jī)械臂200的取物部件230位于第二初始位置O’點(diǎn)，與手掌2000的第一初始位置O點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。處理器120以預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)手掌2000的位置進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到手掌2000從第一初始位置移動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)著控制取物部件230由第二初始位置移動(dòng)到A’點(diǎn)，其中手掌2000的位移方向與取物部件230的位移方向有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，手掌2000的位移大小與取物部件230的位移大小呈一定比例的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該比例可參照人的胳膊長(zhǎng)度與機(jī)械臂200臂體210長(zhǎng)度的比例大小?；蛘?，可通過(guò)人工輸入設(shè)置該比例的大小，以應(yīng)對(duì)不同的情境。
[0054]如此，可利用機(jī)械臂200模擬人的手掌2000的運(yùn)動(dòng)，從而替代人完成一些工作，如危險(xiǎn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程遙控的機(jī)器人探測(cè)，或是本需要親手演示的教學(xué)，如書畫、鋼琴教學(xué)等。采用體感式控制裝置100來(lái)控制機(jī)械臂200，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂200的較精細(xì)的動(dòng)作模擬，一方面可更加方便，降低工作成本，另一方面可減少危險(xiǎn)。
[0055]除了識(shí)別手掌2000的運(yùn)動(dòng)軌跡外，在某些實(shí)施方式中，處理器120可用于識(shí)別手掌2000的特定動(dòng)作，例如處理器120可處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別手掌2000的第一預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第二識(shí)別信號(hào)，控制器130用于根據(jù)第二識(shí)別信號(hào)控制機(jī)械臂200恢復(fù)初始位置。也就是說(shuō)，當(dāng)手掌2000做出特定的第一預(yù)定動(dòng)作時(shí)，可使機(jī)械臂200回到初始位置。該第一預(yù)定動(dòng)作可以是雙手握拳。
[0056]此外，在某些實(shí)施方式中，處理器120可用于處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別手掌2000的第二預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第三識(shí)別信號(hào)，控制器130用于根據(jù)第三識(shí)別信號(hào)控制機(jī)械臂200停止工作。也就是說(shuō)，當(dāng)手掌2000做出特定的第二預(yù)定運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械臂200將停止工作。該第二預(yù)定動(dòng)作可以是一只手掌2000握拳超過(guò)3秒。
[0057]識(shí)別特定動(dòng)作以控制機(jī)械臂200初始化或停止工作，豐富了對(duì)機(jī)械臂200的控制操作。
[0058]請(qǐng)參閱圖4，在某些實(shí)施方式中，機(jī)械臂200可包括臂體210及設(shè)置于臂體210的取物部件230。處理器120用于處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別手掌2000的持握動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的持握識(shí)別信號(hào)?？刂破?30用于根據(jù)持握識(shí)別信號(hào)控制取物部件230攜取目標(biāo)物體3000。處理器120還用于處理感測(cè)信號(hào)以識(shí)別手掌2000的張開動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的張開識(shí)別信號(hào)?？刂破?30用于根據(jù)張開識(shí)別信號(hào)控制取物部件230松開目標(biāo)物體3000。
[0059]也就是說(shuō)，處理器120可識(shí)別手掌2000的持握動(dòng)作或松開動(dòng)作，當(dāng)識(shí)別到手掌2000做出持握動(dòng)作時(shí)，控制器130控制持物部件也進(jìn)行對(duì)目標(biāo)物體3000的攜取，當(dāng)識(shí)別到手掌2000做出松開動(dòng)作時(shí)，控制器130可控制持物部件松開目標(biāo)物體3000。如此，可利用機(jī)械臂200實(shí)現(xiàn)對(duì)人手拿起和松開物體的模擬。可以使機(jī)械臂200模擬人手去完成一些較精細(xì)的操作，例如去拿起及放下化學(xué)試劑，甚至可選擇性地持握不同的工具，以完成更復(fù)雜的操作。
[0060]請(qǐng)參閱圖4及圖5，其中，上述實(shí)施方式的持物部件可以是吸盤231，也可是模擬人手的機(jī)械手等。
[0061]采用機(jī)械手的好處是可以更好更細(xì)致地模擬人手的動(dòng)作，尤其是機(jī)械手外表可采用柔性防滑材料以模擬人的皮膚，以方便機(jī)械手去抓取或移動(dòng)物體。
[0062]采用吸盤231可更好地適應(yīng)各種不同形狀及大小的目標(biāo)物體3000，只需目標(biāo)物體3000有一處大于吸盤口 2311的外表面即可。吸盤231可以是可更換部件，如此，可根據(jù)應(yīng)用需求、目標(biāo)物體3000的大小等更換不同大小或結(jié)構(gòu)的吸盤231。
[0063]在本實(shí)施方式中，吸盤231可與空氣栗240通過(guò)導(dǎo)氣管250連接?？諝饫?40及導(dǎo)氣管250可以是本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)1000的部件。導(dǎo)氣管250可以是橡膠管?？刂破?30與空氣栗240連接?？刂破?30用于根據(jù)第二用戶輸入控制空氣栗240開啟以抽取空氣以使吸盤231與目標(biāo)物體3000形成的封閉空間4000與外界產(chǎn)生氣壓差以使機(jī)械臂200攜取目標(biāo)物體3000。
[0064]可以將導(dǎo)氣管250的一端接在吸盤尾部2313，也就是與吸盤口 2311相反的一端，導(dǎo)氣管250的另一端接在空氣栗240。當(dāng)吸盤231與目標(biāo)物體3000的外表面接合后，會(huì)形成一個(gè)相對(duì)密閉的空間4000?？梢岳斫猓?dāng)空氣栗240開始工作，抽取空氣，會(huì)使密閉空間4000內(nèi)的氣壓小于外界氣壓，從而使目標(biāo)物體3000被吸附于取物裝置。控制取物部件230移動(dòng)，即可將目標(biāo)物體3000移動(dòng)到指定位置，再控制空氣栗240停止抽取，可使取物部件230放下目標(biāo)物體3000。
[0065]吸盤231可采用有一定柔性的材料，如橡膠類材料，這樣一方面可以與目標(biāo)物體3000外表面良好接合，有利于氣密性，另一方面，吸盤231在下移過(guò)程中接觸到目標(biāo)物體3000，若沒(méi)及時(shí)停止下移，柔性材料使其有一定緩沖的作用，從而不會(huì)將目標(biāo)物體3000頂開或頂壞。
[0066]采用空氣栗240可提升對(duì)目標(biāo)物體3000的吸附力度，同時(shí)便于控制攜取或放下目標(biāo)物體3000的時(shí)機(jī)。
[0067]在某些實(shí)施方式中，當(dāng)處理器120識(shí)別到手掌2000的持握動(dòng)作，控制器130即控制空氣栗240吸氣，以使吸盤231吸持目標(biāo)物體3000，當(dāng)處理器120識(shí)別到手掌2000的持握動(dòng)作，控制器130即控制空氣栗240停止吸氣，或控制空氣栗240向外噴氣，以使吸盤231放下目標(biāo)物體3000。
[0068]請(qǐng)參閱圖4，在某些實(shí)施方式中，體感式控制裝置100還可包括設(shè)置于取物部件230的接觸傳感器150。接觸傳感器150可以是接觸式限位開關(guān)。當(dāng)取物部件230接觸到目標(biāo)物體3000時(shí)，取物部件230往往還有繼續(xù)下移的趨勢(shì)，從而使取物部件230與目標(biāo)物體3000之間形成擠壓力，接觸傳感器150可以感測(cè)到這種擠壓力，從而產(chǎn)生接觸信號(hào)。控制器130與接觸傳感器150連接，并可根據(jù)接觸信號(hào)控制取物部件230自動(dòng)攜取目標(biāo)物體3000。
[0069]或者，當(dāng)接觸傳感器150接觸到目標(biāo)物體3000并產(chǎn)生接觸信號(hào)后，控制器130的提示裝置根據(jù)接觸信號(hào)采用蜂鳴、亮指示燈或顯示文字等方式提示用戶可控制取物部件230攜取目標(biāo)物體3000。
[00"70] 機(jī)械臂200可包括四個(gè)電機(jī)260，分別是底層電機(jī)261、左側(cè)電機(jī)263、右側(cè)電機(jī)265、末端電機(jī)269。其中底層電機(jī)261用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂200的底座270轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以使臂體210相對(duì)于底座270發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使取物部件230發(fā)生左右方向的移動(dòng)。臂體210可包括前臂211及后臂213，前臂211與取物部件230連接，后臂213靠近底座270設(shè)置。左側(cè)電機(jī)263可用于驅(qū)動(dòng)后臂213圍繞底座270在與水平面垂直的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。右側(cè)電機(jī)265可用于驅(qū)動(dòng)前臂211與后臂213發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即可以調(diào)控前臂211與后臂213之間的夾角。末端電機(jī)269設(shè)置于前臂末端2111與取物部件230的連接處，主要用于驅(qū)動(dòng)取物部件230相對(duì)于前臂211轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0071]請(qǐng)參閱圖6，在某些實(shí)施方式中，體感式控制裝置100可包括第二傳感器160及發(fā)送裝置170。第二傳感器160用于感測(cè)機(jī)械臂200并獲取機(jī)械臂200的工作狀態(tài)信息，發(fā)送裝置170用于發(fā)送工作狀態(tài)信息。體感式控制裝置100包括接收裝置180及顯示器190，接收裝置180用于接收工作狀態(tài)信息，顯示器190用于根據(jù)工作狀態(tài)信息顯示機(jī)械臂200的工作狀態(tài)。
[0072]第二傳感器160及發(fā)送裝置170可位于機(jī)械臂200端，接收裝置180及顯示器190可位于用戶端。
[0073]如此，用戶在做出指示動(dòng)作時(shí)，可以實(shí)時(shí)地通過(guò)顯示器190監(jiān)測(cè)機(jī)械臂200的工作狀態(tài)。從而根據(jù)機(jī)械臂200的狀態(tài)做出下一步動(dòng)作。尤其是應(yīng)用于遠(yuǎn)程控制時(shí)，用戶若無(wú)法直接看到機(jī)械臂200的狀態(tài)，很難搖控機(jī)械臂200做出精準(zhǔn)的動(dòng)作。
[0074]其中，在某些實(shí)施方式中，第二傳感器160可以是成像裝置(圖未示)，例如攝像頭，成像裝置(圖未示)可用于拍攝機(jī)械臂200以獲取機(jī)械臂200的實(shí)時(shí)影像。發(fā)送裝置170用于發(fā)送實(shí)時(shí)影像。體感式控制裝置100的接收裝置180用于接收實(shí)時(shí)影像，顯示器190用于顯示實(shí)時(shí)影像。
[0075]采用成像裝置(圖未示)對(duì)機(jī)械臂200及其周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，技術(shù)上易實(shí)現(xiàn)，且能較準(zhǔn)確地反映機(jī)械臂200的狀態(tài)及其周圍環(huán)境，從而幫助用戶更精準(zhǔn)和合理地控制機(jī)械臂200。
[0076]本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)1000，可包括機(jī)械臂200及上述實(shí)施方式中的體感式控制裝置100。
[0077]本實(shí)用新型實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)1000未展開的其它部分，可參以上實(shí)施方式的體感式控制裝置100的對(duì)應(yīng)部分，在此不再詳細(xì)展開。
[0078]在本實(shí)用新型的實(shí)施方式的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)所述特征。在本實(shí)用新型的實(shí)施方式的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0079]在本實(shí)用新型的實(shí)施方式的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中的具體含義。
[0080]在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0081]下文的公開提供了許多不同的實(shí)施方式或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本實(shí)用新型的實(shí)施方式的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或參考字母，這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施方式和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。
[0082]在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施方式”、“一些實(shí)施方式”、“示意性實(shí)施方式”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合所述實(shí)施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施方式或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0083]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本實(shí)用新型的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0084]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理模塊的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說(shuō)明書而言，〃計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)〃可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(CDR0M)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)榭梢岳缤ㄟ^(guò)對(duì)紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來(lái)以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
[0085]應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的實(shí)施方式的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn):具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。
[0086]本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。
[0087]此外，在本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0088]上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
[0089]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種體感式控制裝置，用于控制機(jī)械臂，其特征在于，所述體感式控制裝置包括: 第一傳感器，所述第一傳感器用于感測(cè)用戶身體以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 處理器，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述用戶身體的預(yù)定部位的動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的識(shí)別信號(hào);及 控制器，所述控制器用于根據(jù)所述識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂做出相應(yīng)的動(dòng)作。2.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂位于相對(duì)于所述體感式控制裝置的遠(yuǎn)端，所述體感式控制裝置用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)械臂。3.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述體感式控制裝置包括個(gè)人計(jì)算機(jī)。4.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述第一傳感器包括三維攝影機(jī)，所述三維攝影機(jī)用于感測(cè)所述用戶身體的三維信息以產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)。5.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定部位包括人體關(guān)節(jié)。6.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定部位包括手掌。7.如權(quán)利要求6所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的運(yùn)動(dòng)軌跡以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第一識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂移動(dòng)。8.如權(quán)利要求6所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的第一預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第二識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第二識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂恢復(fù)初始位置。9.如權(quán)利要求6所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的第二預(yù)定動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第三識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述第三識(shí)別信號(hào)控制所述機(jī)械臂停止工作。10.如權(quán)利要求7所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂包括臂體及設(shè)置于所述臂體的取物部件； 所述處理器用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的持握動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的持握識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述持握識(shí)別信號(hào)控制所述取物部件攜取目標(biāo)物體； 所述處理器還用于處理所述感測(cè)信號(hào)以識(shí)別所述手掌的張開動(dòng)作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的張開識(shí)別信號(hào);所述控制器用于根據(jù)所述張開識(shí)別信號(hào)控制所述取物部件松開所述目標(biāo)物體。11.如權(quán)利要求10所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述取物部件包括吸盤。12.如權(quán)利要求1所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述體感式控制裝置包括靠近所述機(jī)械臂設(shè)置的第二傳感器及發(fā)送裝置;所述第二傳感器用于感測(cè)所述機(jī)械臂并獲取所述機(jī)械臂的工作狀態(tài)信息;所述發(fā)送裝置用于發(fā)送所述工作狀態(tài)信息； 所述體感式控制裝置包括接收裝置及顯示器;所述接收裝置用于接收所述工作狀態(tài)信息;所述顯示器用于根據(jù)所述工作狀態(tài)信息顯示所述機(jī)械臂的工作狀態(tài)。13.如權(quán)利要求12所述的體感式控制裝置，其特征在于，所述第二傳感器包括成像裝置，所述成像裝置用于拍攝所述機(jī)械臂以獲取所述機(jī)械臂的實(shí)時(shí)影像;所述發(fā)送裝置用于發(fā)送所述實(shí)時(shí)影像； 所述接收裝置用于接收所述實(shí)時(shí)影像;所述顯示器用于顯示所述實(shí)時(shí)影像。14.一種機(jī)械臂系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)械臂及如權(quán)利要求1-13任意一項(xiàng)的所述體感式控制裝置。
【文檔編號(hào)】B25J3/00GK205466148SQ201620147321
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】宋君毅, 譚教忠
【申請(qǐng)人】深圳市眾為創(chuàng)造科技有限公司