一种无人机机械手臂的控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体是指一种无人机机械手臂的控制装置。


背景技术：

2.随着智能工业的发展，无人机技术得到广泛的应用，在各行业发挥其优势和作用，现大多用于拍摄、观测，也有在无人机上安装机械手臂，通过无人机上摄像头获取外界状况并观察被操作物体，遥控器去操控无人机下机械手臂，但这样的方法，使得无人机下的机械手臂只能完成非常简单的抓取操作。
3.现有技术中无人机机械手臂的驱动方案有传感手套技术，传统的传感手套技术，只能获得机械手的参数，从而控制机械手，无法实现间接控制无人机机械手臂。


技术实现要素：

4.本实用新型为实现上述目的，提供一种无人机机械手臂的控制装置，获得的人体手掌和手臂的相对三维坐标位置，通过后台云服务器转换成用于控制无人机机械手臂动作的指令，实现了间接控制无人机机械手臂，本实用新型原理简单，所用采集装置占用体积小，对使用空间的要求较小。
5.通过以下技术方案实现：一种无人机机械手臂的控制装置，包括用于人体动作数据采集的采集装置，采集装置包括位于人体手部用于采集手部动作信息的数据捕捉装置ⅰ、以及位于人体肩部用于采集手臂动作信息的数据捕捉装置ⅱ。
6.采集装置将采集到的信息传递至数据处理模块的后台云服务器，后台云服务器用于将采集到的数据转化为无人机机械手臂动作的指令，无人机机械手臂根据后台云服务器计算的数据进行动作。
7.作为优选，数据捕捉装置ⅱ包括单片机ⅱ、角度传感器、拉线位移传感器、掌心带和腕带，拉线位移传感器的拉线与角度传感器的转轴连接后，再与掌心带或腕带连接，相连接的角度传感器和拉线位移传感器设置为一组并安装在人体一侧。
8.作为优选，还包括用于安装角度传感器和拉线位移传感器的安装架，安装架与人体肩部相适配，安装架开设有穿戴口。
9.安装架如人体上衣的上部类似，便于操作者通过穿戴口穿戴，安装架可以为塑料材质，在不增加重量的情况下，减少角度传感器、拉线位移传感器在人体上的晃动，影响采集的数据。
10.作为优选，每组拉线位移传感器与角度传感器分别与掌心带和腕带连接，掌心带和腕带与拉线的交点为特征样点，每组拉线位移传感器与角度传感器用于测量特征样点的空间坐标点。
11.每组拉线位移传感器的拉线与角度传感器的转轴连接,拉线可以穿过角度传感器的转轴，手部动作带动拉线拉伸和或转动，拉线带动角度传感器转轴的转，通过这样设置，可以通过拉线位移传感器的拉线与角度传感器转轴的转动，测得两个特征样点的空间坐标
点。
12.作为优选，数据捕捉装置ⅰ包括传感手套，传感手套上设置有单片机ⅰ、多个柔性传感器、掌心带和腕带，柔性传感器用于感知指部的弯曲信息。
13.作为优选，掌心带设置在传感手套的掌心位置，腕带设置在传感手套的手腕处。
14.作为优选，位移传感器的拉线与角度传感器连接，位移传感器安装在人体背部，角度传感器安装在人体肩部位置。
15.作为优选，拉线位移传感器与角度传感器设置有四组，每两组拉线位移传感器与角度传感器对称设置在人体两侧。
16.对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：数据捕捉装置ⅰ用于采集手部动作信息，数据捕捉装置ⅱ用于采集手臂动作信息，掌心带和腕带与拉线交点的特征样点的实时数据作为相对坐标，上传至后台云服务器后进行数据转化，转化为控制无人机机械手臂动作的数据，相对于现有技术，本实用新型的采集装置占用体积小，原理简单，实现间接控制无人机机械手臂。
附图说明
17.附图1为本实用新型结构示意图；
18.附图2为本实用新型安装架结构示意图；
19.附图3为本实用新型采集装置各结构分布图；
20.附图4为本实用新型数据捕捉装置ⅱ电路原理图；
21.附图5为本实用新型数据捕捉装置ⅰ电路原理图。
22.附图中所示标号：1、传感手套；2、柔性传感器；3、拉线；4、拉线位移传感器；5、角度传感器；6、掌心带；7、腕带；8、安装架；81、穿戴口。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，如图1～5所示，一种无人机机械手臂的控制装置，包括用于人体动作数据采集的采集装置，以及转换采集装置采集的数据的后台云服务器，后台云服务器将采集的数据转换为控制无人机机械手臂动作的指令，实现间接控制无人机机械手臂。
24.采集装置包括位于人体手部用于采集手部动作信息的数据捕捉装置ⅰ、以及位于人体肩部用于采集手臂动作信息的数据捕捉装置ⅱ。
25.数据捕捉装置ⅱ包括单片机ⅱ、拉线位移传感器4和角度传感器5，拉线位移传感器4和角度传感器5通过可穿戴安装架8安装在人体肩部位置，安装架开设有穿戴口81，安装架8如人体上衣的上部类似，便于操作者通过穿戴口81穿戴，安装架8可以为塑料材质，在不增加重量的情况下，减少角度传感器5、拉线位移传感器4在人体上的晃动，影响采集的数据。拉线位移传感器4的拉线3穿过角度传感器5的主轴与掌心带6或腕带7连接，拉线位移传感器4的拉线与角度传感器5连接为一组，每组拉线位移传感器4与角度传感器5连接后分别与掌心带6和腕带7连接，掌心带6和腕带7与拉线的交点为特征样点，以人体肩部为基准，每组拉线位移传感器4与角度传感器5用于测量特征样点的空间坐标点，将两个特征样点的实时数据作为相对三维坐标位置的转化，根据两个特征样点计算手掌倾角。
26.数据捕捉装置ⅰ包括一副传感手套1，传感手套1为现有技术，两个传感手套1上均设置有单片机ⅰ、五个柔性传感器2，在现有传感手套1基础上设有掌心带6和腕带7，柔性传感器2用于感知指部的弯曲信息。单片机ⅰ设置在传感手套1的手腕处，并与柔性传感器2电性连接。五个柔性传感器2设在手指指节处并将传感手套1指部的弯曲信息通过单片机ⅰ转换成电信号。操作者的左右手上分别穿戴传感手套1，其核心技术在于对手指上的柔性传感器2flex2.2的监测和动作识别上，通过手指上的柔性传感器2得到的数据，单片机ⅰ和单片机ⅱ采集的数据通过wifi透传模块传输至后台云服务器，后台云服务器将采集的数据转化成驱动无人机机械手臂动作的指令，单片机ⅱ和与柔性传感器连接的单片机ⅰ在图中的内部结构位置，在此不做赘述和标记。
27.遥控现有技术的无人机至高空作业位置，无人机悬停后，操作人员穿戴传感手套1以及肩部的角度传感器5和拉线位移传感器4，通过无人机的摄像机功能，工作人员可以根据实时图像，远程操控机械手臂。
28.应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。


技术特征：
1.一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：包括用于人体动作数据采集的采集装置、与无人机机械手臂连接的数据处理模块；所述采集装置包括位于人体手部用于采集手部动作信息的数据捕捉装置ⅰ、以及位于人体肩部用于采集手臂动作信息的数据捕捉装置ⅱ；所述采集装置将采集到的信息传递至所述数据处理模块的后台云服务器；所述后台云服务器用于将采集到的数据转化为无人机机械手臂动作的指令，所述无人机机械手臂根据后台云服务器计算的数据进行动作。2.根据权利要求1所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：所述数据捕捉装置ⅱ包括单片机ⅱ、角度传感器(5)、拉线位移传感器(4)、掌心带(6)和腕带(7)，所述拉线位移传感器(4)的拉线(3)与所述角度传感器(5)的转轴连接后，再与所述掌心带(6)或腕带(7)连接，相连接的角度传感器(5)和拉线位移传感器(4)设置为一组并安装在人体一侧。3.根据权利要求2所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：还包括用于安装所述角度传感器(5)和拉线位移传感器(4)的安装架(8)，所述安装架(8)与人体肩部相适配，所述安装架(8)开设有穿戴口(81)。4.根据权利要求2所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：每组所述拉线位移传感器(4)与角度传感器(5)分别与所述掌心带(6)和腕带(7)连接，掌心带(6)和腕带(7)与拉线(3)的交点为特征样点，每组所述拉线位移传感器(4)与角度传感器(5)用于测量特征样点的空间坐标点。5.根据权利要求1所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：所述数据捕捉装置ⅰ包括传感手套(1)，所述传感手套(1)上设置有单片机ⅰ、多个柔性传感器(2)、掌心带(6)和腕带(7)，所述柔性传感器(2)用于感知指部的弯曲信息。6.根据权利要求5所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：所述掌心带(6)设置在所述传感手套(1)的掌心位置，所述腕带(7)设置在所述传感手套(1)的手腕处。7.根据权利要求2所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：所述位移传感器安装在人体背部，所述角度传感器(5)安装在人体肩部位置。8.根据权利要求2所述的一种无人机机械手臂的控制装置，其特征在于：所述拉线位移传感器(4)与角度传感器(5)设置有四组，每两组所述拉线位移传感器(4)与角度传感器(5)对称设置在人体两侧。

技术总结
本实用新型涉及一种无人机机械手臂的控制装置，包括位于人体手部用于采集手部动作信息的数据捕捉装置Ⅰ、以及位于人体肩部用于采集手臂动作信息的数据捕捉装置Ⅱ，采集到的数据通过后台云服务器转化为无人机机械手臂同步动作的指令。本实用新型通过采集装置获得人体手掌和手臂的相对三维坐标位置，通过后台云服务器转换成用于控制无人机机械手臂动作的指令，实现了间接控制无人机机械手臂。实现了间接控制无人机机械手臂。实现了间接控制无人机机械手臂。


技术研发人员：杨博琛 刘亦铭 王兴睿 邱梦琪 许浩辰 张宇昕 杜帅霖 王森浩 周子棠
受保护的技术使用者：杨博琛
技术研发日：2020.09.08
技术公布日：2021/9/28