殘疾人頭部控制自動翻書機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于助殘智能用具領域，具體地說，是一種可以利用殘疾人頭部動作控制的自動翻書機。
【背景技術】
[0002]自動翻書機構在自動掃描儀領域以及助殘閱讀器領域均有應用。其中助殘閱讀器領域的自動翻書機需要適應殘疾人行動不便、無法控制手部動作等特點，現(xiàn)已有不少靠腳踏板控制的產(chǎn)品，但是利用殘疾人另一個可動身體部分，即頭部來操控的翻書機，這在現(xiàn)有技術中沒有實現(xiàn)過。頭部動作捕捉在虛擬現(xiàn)實技術中已有不少應用，現(xiàn)有技術多利用加速度傳感器和陀螺儀測量頭部動作，陀螺儀長時間使用會出現(xiàn)姿態(tài)角漂移的問題，使用加速度傳感器只能修正頭部俯仰和側面翻滾動作的漂移，而在本發(fā)明情況下，對于水平方向轉動即搖頭的精確度要求最高，就需要使用對地磁場的測量來進行修正，這在現(xiàn)有技術中較為少見。而使用模式識別對頭部動作進行綜合判斷再發(fā)送指令給被控對象的工作方式也不多見。因此，通過識別頭部動作控制的自動翻書機是一項新技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的缺點，填補現(xiàn)有產(chǎn)品的空白，本發(fā)明提供了一種頭部控制自動翻書機。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，本發(fā)明包括頭戴式動作采集器和自動翻書機，頭戴式動作采集器的結構為:右耳罩內(nèi)部藏有傳感器與控制電路，左耳罩內(nèi)部藏有電池，其外部安裝開關，環(huán)形框連接左右耳罩，電源的電能經(jīng)過供電充電插口提供給穩(wěn)壓模塊，經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)的直流電提供給右耳罩中的電路設備以及無線通信模塊，拓展插口以外接控制手柄等，供非手部殘疾人增加操縱自由度之用；自動翻書機的結構為:底座上裝有書籍支撐架、兩組推書機構、壓書機構、翻頁機構，兩組推書機構分別由機械臂支撐架、大臂、中臂、小臂構成，支撐架與大臂之間的關節(jié)由一臺舵機驅動，大臂與中臂之間的關節(jié)由一臺舵機驅動，中臂與小臂直接的運動通過彈簧限制，以適應各種書的厚度；小臂末端安裝橡膠塊與書頁接觸；壓書機構由壓書桿件與舵機組成。翻頁機構由翻頁桿與舵機組成；自動翻書機的控制電路利用聲納測距模塊探測前方是否有人在看書，無線通信模塊從頭戴式動作采集器接收指令，根據(jù)指令啟動相應翻書程序。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設計合理，結構緊湊，可靠性高，智能化程度高。只需戴一個耳機形狀的姿態(tài)采集器即可發(fā)出多種翻書指令，翻書機執(zhí)行動作精度高，可在多處進行微調(diào)。通過算法對無效動作的過濾以及翻書機上的測距模塊，可智能而有效避免誤操作。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的頭戴式動作采集器部分；
[0007]圖2為本發(fā)明的自動翻書機部分；
[0008]附圖中的標號分別為:1、右耳罩，2、左耳罩，3、環(huán)形框，4、開關，5、供電充電插口，6、穩(wěn)壓模塊，7、第一無線通信模塊，8、拓展插口，9、底座，10、書籍支撐架，11、機械臂支撐架，12、大臂，13、中臂，14、小臂，15、橡膠塊，16、壓書桿件，17、翻頁桿，18、推書機構第一舵機，19、推書機構第二舵機，20、壓書機構舵機，21、翻頁機構舵機，22、聲納測距模塊，23、第二無線通信模塊，24、控制電路。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0010]實施例
[0011]本發(fā)明的具體實施例如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括頭戴式動作采集器和自動翻書機，頭戴式動作采集器由右耳罩1、左耳罩2、環(huán)形框3、開關4、供電充電插口 5、穩(wěn)壓模塊
6、第一無線通信模塊7、拓展插口 8組成，自動翻書機由底座9、書籍支撐架10、機械臂支撐架11、大臂12、中臂13、小臂14、橡膠塊15、壓書桿件16、翻頁桿17、推書機構第一舵機18、推書機構第二舵機19、壓書機構舵機20、翻頁機構舵機21、聲納測距模塊22、第二無線通信模塊23、控制電路24組成；開關4安裝在左耳罩2上，環(huán)形框3連接左右耳罩，電源的電能經(jīng)過供電充電插口 5提供給穩(wěn)壓模塊6，經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)的直流電提供給右耳罩I中的電路設備以及第一無線通信模塊7，拓展插口 8安裝在右耳罩I上；底座9上裝有書籍支撐架10、兩組推書機構、壓書機構、翻頁機構，兩組推書機構分別由機械臂支撐架11、大臂12、中臂13、小臂14構成，機械臂支撐架與大臂12之間的關節(jié)由推書機構第一舵機18驅動，大臂12與中臂13之間的關節(jié)由推書機構第二舵機19驅動，中臂13與小臂12之間的運動通過彈簧限制，小臂14末端安裝橡膠塊15與書頁接觸；壓書機構由壓書桿件16與壓書機構舵機20組成；翻頁機構由翻頁桿17與舵機21組成；自動翻書機的控制電路24利用聲納測距模塊22探測前方是否有人在看書，第二無線通信模塊23從頭戴式動作采集器接收指令，根據(jù)指令啟動相應翻書程序；機械臂支撐架11大臂12、中臂13、小臂14、橡膠塊15、壓書桿件16、推書機構第一舵機18、推書機構第二舵機19均為兩個，分別布置在底座9的兩側；頭戴式動作采集器整體外形與耳機相似，將主要電子部件隱藏在內(nèi)部，電池內(nèi)藏于左耳罩2內(nèi)，并靠外接插口 5給設備供電或接受充電；傳感器與控制電路內(nèi)藏于右耳罩1，通過線束供電以及發(fā)送無線信號；穩(wěn)壓模塊6內(nèi)藏于環(huán)形框3內(nèi)。
[0012]在本發(fā)明的實施過程中，殘疾人戴上并開啟頭戴式動作采集器，開啟自動翻書機之后，兩個裝置通過第一無線通信模塊7、第二無線通信模塊23開始互相識別、通信。頭戴式動作采集器通過右耳罩I內(nèi)置的陀螺儀、加速度傳感器、地磁場傳感器進行數(shù)據(jù)采集、融合解算出頭部姿態(tài)角。殘疾人坐在自動翻書機前面時，聲納測距模塊22檢測到人，并使能自動翻書機的指令接收功能，如果人離開，則禁用指令接收功能，以防止讀者離開后的頭部動作導致對翻書機