基于智能语音控制的3D打印仿生手制造技术

本发明专利技术提出了一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，包括舵机、语音采集模块、语音识别识别模块、主控单片机、3D打印仿生手模具，性价比高，与传统的金属机械手或者塑料模具手来说，3D打印材料成本低廉，并可以进行外观个性定制。单片机智能语音控制比肌电控制更加准确，不会因控制不当而造成动作失误；可以编程植入多种控制命令。手指的关节连接采用新型TPU弹性材料，这样就可以避免手指每一关节左右晃动，有着更好的稳定性。

3D Printing Bionic Hand Based on Intelligent Speech Control

The invention proposes a 3D printing bionic hand based on intelligent voice control, which includes steering gear, voice acquisition module, speech recognition module, main control microcontroller and 3D printing bionic hand mould. The cost-effective ratio is high. Compared with traditional metal manipulator or plastic mould hand, the 3D printing material is cheap and can customize the appearance individually. MCU intelligent voice control is more accurate than EMG control, and will not cause action errors due to improper control. It can be programmed to implant a variety of control commands. The new TPU elastic material is used to connect the joints of fingers, which can avoid the swaying of each joint of the fingers, and has better stability.

【技术实现步骤摘要】
基于智能语音控制的3D打印仿生手
本专利技术涉及残障辅助用具
，特别涉及一种基于智能语音控制的3D打印仿生手。
技术介绍
通过网络调查和走访一些医院，对手部义肢调查如下：国外已有类似产品，例如美国已经利用肌肉感应进行控制仿生机械手，国外的仿生手已经成功的加入了智能的模块了，而且借助全新的驱动装置，五指机械手可以同时的进行不同的动作，而且已经成功的进行了临床试验，试验数据表明假设猜想完全可以实现，但其售价高昂，约几万美元一只。相比国外，国内的仿生手的研发还是有着一段很大的距离的，现有的假手义肢主要是无法动作的外观义肢，近年也有一些模仿国外的可以控制的手部义肢产品，但其价格仍然较为高昂，无法普及推广；传统的义肢一般只是为了外观好看，不能运动；而能控制运动的高端义肢则需要几万甚至几十万的价格，一般人承受不起。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，包括舵机、语音采集模块、语音识别识别模块、主控单片机、3D打印仿生手模具，所述语音采集模块用于识别用户的语音控制指令，并将用户发出的语音控制指令发送至语音识别模块；所述语音识别模块用于将接收到的语音控制指令转换为电信号，并将所述电信号发送至主控单片机；所述主控单片机中预设控制指令，所述主控单片机用于接收所述电信号，并根据接收到的电信号，按照预设的控制指令，生成执行指令，控制舵机进行动作；所述舵机设置在3D打印仿生手模具中，所述舵机的输入端连接主控单片机的输出端，所述舵机用于接收主控单片机下发的执行指令，并按照执行指令进行动作，带动3D打印仿生手模具作出相应的手势动作。优选的，所述舵机共设有5个，每个舵机对应控制一根手指。在上述任一实施例中优选的是，每个所述舵机与对应的手指之间通过渔网线固定连接。在上述任一实施例中优选的是，所述语音识别模块采用的型号为WEGASUN-M6。在上述任一实施例中优选的是，所述语音采集模块采用麦克风。在上述任一实施例中优选的是，所述3D打印仿生手模具由ABS塑料3D打印而成。在上述任一实施例中优选的是，所述3D打印仿生手模具外部包覆仿生皮肤。在上述任一实施例中优选的是，所述预设控制指令按照每个手势动作，设置对应的每个舵机的脉冲时序。在上述任一实施例中优选的是，所述3D打印仿生手模具中手指的关节连接采用TPU弹性材料。根据本专利技术实施例提供的一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，相比于现有的义肢，至少具有以下优点：1、性价比高，与传统的金属机械手或者塑料模具手来说，3D打印材料成本低廉，并可以进行外观个性定制。2、单片机智能语音控制比肌电控制更加准确，不会因控制不当而造成动作失误；可以编程植入多种控制命令。3.手指的关节连接采用新型TPU弹性材料，这样就可以避免手指每一关节左右晃动，有着更好的稳定性。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例提供的一种基于智能语音控制的3D打印仿生手的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于智能语音控制的3D打印仿生手的电路连接结构图；1、舵机；2、语音采集模块；3、语音识别识别模块；4、主控单片机；5、3D打印仿生手模具；具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例的一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，包括舵机1、语音采集模块2、语音识别识别模块3、主控单片机4、3D打印仿生手模具5，所述语音采集模块2用于识别用户的语音控制指令，并将用户发出的语音控制指令发送至语音识别模块；所述语音识别模块用于将接收到的语音控制指令转换为电信号，并将所述电信号发送至主控单片机4；所述主控单片机4中预设控制指令，所述主控单片机4用于接收所述电信号，并根据接收到的电信号，按照预设的控制指令，生成执行指令，控制舵机1进行动作；所述舵机1设置在3D打印仿生手模具5中，所述舵机1的输入端连接主控单片机4的输出端，所述舵机1用于接收主控单片机4下发的执行指令，并按照执行指令进行动作，带动3D打印仿生手模具5作出相应的手势动作。优选的，所述舵机1共设有5个，每个舵机1对应控制一根手指。每个所述舵机1与对应的手指之间通过渔网线固定连接。所述预设控制指令按照每个手势动作，设置对应的每个舵机1的脉冲时序。所述语音识别模块采用的型号为WEGASUN-M6。所述语音采集模块2采用麦克风。所述3D打印仿生手模具5由ABS塑料3D打印而成。所述3D打印仿生手模具5外部包覆仿生皮肤。所述3D打印仿生手模具5中手指的关节连接采用TPU弹性材料。这样就可以避免手指每一关节左右晃动，有着更好的稳定性。舵机的控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0。舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分，总间隔为2ms。以180度角度伺服为例，对应的控制关系如下：0.5ms--------------0度；1.0ms------------45度；1.5ms------------90度；2.0ms-----------135度；2.5ms-----------180度；保持时间为Tw当Tw≥△T时，舵机能够到达目标，并有剩余时间；当Tw≤△T时，舵机不能到达目标；理论上：当Tw＝△T时，系统最连贯，而且舵机运动的最快。实际过程中w不尽相同，连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。当PWM信号以最小变化量即(1DIV＝8us)依次变化时，舵机的分辨率最高，但是速度会减慢。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本专利技术的范围由所附权利要求及其等同限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，包括舵机、语音采集模块、语音识别识别模块、主控单片机、3D打印仿生手模具，其特征在于，所述语音采集模块用于识别用户的语音控制指令，并将用户发出的语音控制指令发送至语音识别模块；所述语音识别模块用于将接收到的语音控制指令转换为电信号，并将所述电信号发送至主控单片机；所述主控单片机中预设控制指令，所述主控单片机用于接收所述电信号，并根据接收到的电信号，按照预设的控制指令，生成执行指令，控制舵机进行动作；所述舵机设置在3D打印仿生手模具中，所述舵机的输入端连接主控单片机的输出端，所述舵机用于接收主控单片机下发的执行指令，并按照执行指令进行动作，带动3D打印仿生手模具作出相应的手势动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能语音控制的3D打印仿生手，包括舵机、语音采集模块、语音识别识别模块、主控单片机、3D打印仿生手模具，其特征在于，所述语音采集模块用于识别用户的语音控制指令，并将用户发出的语音控制指令发送至语音识别模块；所述语音识别模块用于将接收到的语音控制指令转换为电信号，并将所述电信号发送至主控单片机；所述主控单片机中预设控制指令，所述主控单片机用于接收所述电信号，并根据接收到的电信号，按照预设的控制指令，生成执行指令，控制舵机进行动作；所述舵机设置在3D打印仿生手模具中，所述舵机的输入端连接主控单片机的输出端，所述舵机用于接收主控单片机下发的执行指令，并按照执行指令进行动作，带动3D打印仿生手模具作出相应的手势动作。2.根据权利要求1所述的基于智能语音控制的3D打印仿生手，其特征在于，所述舵机共设有5个，每个舵机对应控制一根手指。3.根据权利要求1所述的基于智能语...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鲁朋，姬姝妍，
申请(专利权)人：烟台工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东,37