本發(fā)明涉及一種控制裝置，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)手套的移動機械手控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，移動機器人社會生活的各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在強輻射、高溫、劇毒、易爆等高危環(huán)境下更是發(fā)揮了不可替代的作用。目前針對移動機器人的遙控方式主要有上位機控制、拉線控制及手柄搖桿控制等，這些控制方式雖已得到實際應(yīng)用，但均存在不同程度的缺點，如上位機控制操作不直觀，拉線控制攜帶、操作不方便，而手柄搖桿控制則不便于進行參數(shù)輸入等，因此研究更為有效的遙控方式具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)手套的移動機械手控制裝置。

本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)手套的移動機械手控制裝置，包括便攜式顯示裝置、數(shù)據(jù)手套和移動機械手控制器；

所述便攜式顯示裝置設(shè)有微控制器Ⅰ、無線通信模塊Ⅰ、顯示模塊和直流穩(wěn)壓電源Ⅰ，所述微控制器Ⅰ分別與無線通信模塊Ⅰ、顯示模塊和直流穩(wěn)壓電源Ⅰ相連；

所述數(shù)據(jù)手套設(shè)有微控制器Ⅱ、無線通信模塊Ⅱ、方位傳感器Ⅱ、指套和直流穩(wěn)壓電源Ⅱ，所述微控制器Ⅱ分別與無線通信模塊Ⅱ、方位傳感器Ⅱ、指套和直流穩(wěn)壓電源Ⅱ相連；

所述移動機械手控制器設(shè)有微控制器Ⅲ、無線通信模塊Ⅲ、攝像頭、速度傳感器、方位傳感器Ⅲ、機械手臂驅(qū)動模塊、小車驅(qū)動模塊和直流穩(wěn)壓電源Ⅲ，所述微控制器Ⅲ分別與無線通信模塊Ⅲ、攝像頭、速度傳感器、方位傳感器Ⅲ、機械手臂驅(qū)動模塊、小車驅(qū)動模塊和直流穩(wěn)壓電源Ⅲ相連；

所述數(shù)據(jù)手套與移動機械手控制器之間以及便攜式顯示裝置與移動機械手控制器之間均為單向通信，即數(shù)據(jù)手套通過無線通信模塊Ⅱ?qū)⒖刂浦噶畎l(fā)送給移動機械手控制器，移動機械手控制器則通過其無線通信模塊Ⅲ接收數(shù)據(jù)手套發(fā)送的控制指令，同時將其狀態(tài)信息及視頻信息發(fā)送給便攜式顯示裝置，便攜式顯示裝置則通過其無線通信模塊Ⅰ接收該信息予以實時顯示。

優(yōu)選地，所述指套設(shè)有拇指指套、食指指套、中指指套、無名指套及小指指套，所述食指指套、中指指套、無名指套及小指指套分別與微控制器Ⅱ相連，所述拇指指套與直流穩(wěn)壓電源Ⅱ相連，所述食指指套、中指指套、無名指套及小指指套通過分別與拇指指套接觸，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號傳送給微控制器Ⅱ。

優(yōu)選地，所述顯示模塊接收微控制器Ⅰ輸出的數(shù)據(jù)信息并予以顯示，所述方位傳感器Ⅱ用于將操作者的手勢信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送給微控制器Ⅱ。

優(yōu)選地，所述攝像頭用于監(jiān)視機械手及小車的運動狀態(tài)并將相應(yīng)的視頻信息傳送給微控制器Ⅲ，所述速度傳感器用于檢測小車的運動速度并將相應(yīng)的輸出信號傳送給微控制器Ⅲ，所述方位傳感器Ⅲ用于檢測小車的運動方向并輸出相應(yīng)的信號給微控制器Ⅲ,。

優(yōu)選地，所述機械手臂驅(qū)動模塊接收微控制器Ⅲ輸出的控制信號并控制機械手臂按要求動作，所述小車驅(qū)動模塊接收微控制器Ⅲ輸出的控制信號并控制小車按要求的速度和方向運動。

優(yōu)選地，所述直流穩(wěn)壓電源Ⅰ、直流穩(wěn)壓電源Ⅱ及直流穩(wěn)壓電源Ⅲ分別用于給便攜式顯示裝置、數(shù)據(jù)手套及移動機械手控制器提供工作電源。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。同時通過數(shù)據(jù)手套進行工作模式選擇，即選擇控制小車運動還是機械手動作，再通過數(shù)據(jù)手套的方位傳感器Ⅱ?qū)⒉僮髡叩氖謩蒉D(zhuǎn)換為電信號，并將該信號發(fā)送給移動機械手控制器以控制小車或機械手的運動方向。還通過數(shù)據(jù)手套的指套接觸操作以實現(xiàn)小車運動方向的點動調(diào)節(jié)或機械手的抓取等操作，移動機械手控制器接收數(shù)據(jù)手套發(fā)送的控制指令，又能采集方位傳感器Ⅲ與速度傳感器的反饋信號，使小車的實際運動方向和速度與設(shè)定值保持一致，另外通過借助攝像頭可實現(xiàn)機械手對操作對象的抓取等操作。

附圖說明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2本發(fā)明的移動機械手控制器控制流程圖；

圖3本發(fā)明的數(shù)據(jù)手套控制流程圖；

圖4本發(fā)明的便攜式顯示裝置控制流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施方式及附圖對本發(fā)明作進一步詳細、完整地說明。

如圖1-4所示,，一種基于數(shù)據(jù)手套的移動機械手控制裝置包括便攜式顯示裝置、數(shù)據(jù)手套及移動機械手控制器。其中便攜式顯示裝置包括微控制器Ⅰ1、無線通信模塊Ⅰ2、顯示模塊3及直流穩(wěn)壓電源Ⅰ4，所述微控制器Ⅰ1分別與無線通信模塊Ⅰ2、顯示模塊3相連；

數(shù)據(jù)手套包括微控制器Ⅱ5、無線通信模塊Ⅱ6、方位傳感器Ⅱ7、拇指指套8、食指指套9、中指指套10、無名指套11、小指指套12及直流穩(wěn)壓電源Ⅱ13，所述微控制器Ⅱ5分別與無線通信模塊Ⅱ6、方位傳感器Ⅱ7、食指指套9、中指指套10、無名指套11、小指指套12相連，所述拇指指套8與直流穩(wěn)壓電源Ⅱ13相連；

移動機械手控制器包括微控制器Ⅲ14、無線通信模塊Ⅲ15、攝像頭16、速度傳感器17、方位傳感器Ⅲ18、機械手臂驅(qū)動模塊19、小車驅(qū)動模塊20及直流穩(wěn)壓電源Ⅲ21，所述微控制器Ⅲ14分別與無線通信模塊Ⅲ15、攝像頭16、速度傳感器17、方位傳感器Ⅲ18、機械手臂驅(qū)動模塊19、小車驅(qū)動模塊20相連。

微控制器Ⅰ1通過無線通信模塊Ⅰ2接收移動機械手控制器發(fā)送的狀態(tài)信號和視頻信息，并輸出給顯示模塊3予以實時顯示。無線通信模塊Ⅰ2用于接收移動機械手控制器發(fā)送的狀態(tài)信號和視頻信息，并傳送給微控制器Ⅰ1。顯示模塊3接收微控制器Ⅰ1輸出的數(shù)據(jù)或視頻信息并予以顯示。

微控制器Ⅱ5接收方位傳感器Ⅱ7及各手指指套接觸產(chǎn)生的控制信號，并將上述信號經(jīng)相關(guān)處理后經(jīng)無線通信模塊Ⅱ6發(fā)送給移動機械手控制器。無線通信模塊Ⅱ6接收微控制器Ⅱ5輸出的控制信號并將其發(fā)送給移動機械手控制器。方位傳感器Ⅱ7將操作者的手勢轉(zhuǎn)換為電信號供微控制器Ⅱ5采樣。

食指指套9、中指指套10、無名指套11及小指指套12分別接微控制器Ⅱ5的IO口，當拇指指套8分別與食指指套9、中指指套10、無名指套11或小指指套12接觸時，相應(yīng)的IO口輸入高電平信號，微控制器Ⅱ5采集該信號可向移動機械手控制器發(fā)送相關(guān)控制指令以實現(xiàn)小車運動方向的點動調(diào)節(jié)或機械手抓取等操作。

微控制器Ⅲ14接收數(shù)據(jù)手套發(fā)出的控制指令，在控制小車運動模式時可通過采集速度傳感器17和方位傳感器Ⅲ18的反饋信號，使小車的實際運動方向和速度與設(shè)定值保持一致，而在控制機械手動作模式時則可根據(jù)控制指令完成對機械手進行抓取等操作，另外微控制器Ⅲ14還將采集的相關(guān)狀態(tài)信息和視頻信息經(jīng)無線通信模塊Ⅲ15發(fā)送給便攜式顯示裝置。

無線通信模塊Ⅲ15根據(jù)微控制器Ⅲ14的控制要求完成信息的輸入和輸出。攝像頭16將視頻圖像轉(zhuǎn)換為電信號傳送給微控制器Ⅲ14。速度傳感器17檢測小車的實際運動速度并將其轉(zhuǎn)換為電信號供微控制器Ⅲ14采樣。方位傳感器Ⅲ18用于檢測小車的實際運動方向并將其轉(zhuǎn)換為電信號供微控制器Ⅲ14采樣。機械手臂驅(qū)動模塊19接受微控制器Ⅲ14的控制信號驅(qū)動機械手臂動作。小車驅(qū)動模塊20接受微控制器Ⅲ14的控制信號驅(qū)動小車運動。

直流穩(wěn)壓電源Ⅰ4、直流穩(wěn)壓電源Ⅱ13及直流穩(wěn)壓電源Ⅲ21分別用于給便攜式顯示裝置、數(shù)據(jù)手套及移動機械手控制器提供工作電源。

如圖2所示，首先進行初始化，然后進行攝像頭視頻信號采集，并將采集到的視頻信號經(jīng)微控制器Ⅲ14處理后發(fā)送給便攜式顯示裝置予以顯示，待圖像顯示正常后，進入模式選擇。通過微控制器Ⅱ采集手指指套的接觸信號以進行工作模式選擇，工作模式包括小車運動模式和機械手動作模式，若選擇小車運動模式，則首先進行小車運動速度設(shè)定，然后起動小車運行，之后通過無線通信模塊Ⅲ15接收數(shù)據(jù)手套發(fā)出的控制指令，同時采集速度傳感器17和方位傳感器Ⅲ18的輸出信號，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號至小車驅(qū)動模塊20，小車驅(qū)動模塊20接受該控制信號驅(qū)動小車按要求的速度和方向運動；如果選擇機械手動作模式，則首先接收數(shù)據(jù)手套發(fā)出的起動指令，再接收數(shù)據(jù)手套發(fā)出的控制機械手動作的控制指令，微控制器Ⅲ14將接收的控制指令進行處理，輸出控制信號至機械手臂驅(qū)動模塊19，機械手臂驅(qū)動模塊19接受該控制信號驅(qū)動機械手臂按要求動作；如果微控制器Ⅲ14接收到停止指令，則小車或機械手臂停止動作，之后進入工作模式切換或選擇界面。

如圖3所示，首先進行初始化，然后微控制器Ⅱ5循環(huán)采集食指指套9、中指指套10、無名指套11及小指指套12分別與拇指指套8接觸的接觸控制信號以及方位傳感器Ⅱ7輸出的手勢信號，當微控制器Ⅱ5采集到上述信號后，即對相關(guān)信號進行處理，將相關(guān)控制信號變成對應(yīng)的控制指令，然后將產(chǎn)生的控制指令經(jīng)無線通信模塊Ⅱ6發(fā)送給移動機械手控制器。

如圖4所示，首先進行初始化，然后通過無線通信模塊Ⅰ2接收移動機械手控制器發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息和視頻信息，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，驅(qū)動顯示模塊予以實時顯示。

同時本發(fā)明上述實施例僅為說明本發(fā)明技術(shù)方案之用，僅為本發(fā)明技術(shù)方案的列舉，并不用于限制本發(fā)明的技術(shù)方案及其保護范圍。采用等同技術(shù)手段、等同設(shè)備等對本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書所公開的技術(shù)方案的改進應(yīng)當認為是沒有超出本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書所公開的范圍。