一种电动轮椅机械臂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动轮椅机械臂装置，包括电动轮椅、六自由度轻量型仿生机械臂、第一3D体感摄影机、第二3D体感摄影机、激光雷达、左侧面支架、右侧面支架、第一PC机、第二PC机、第三PC机，所述六自由度轻量型仿生机械臂固定在电动轮椅的左前方；所述激光雷达、第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机设置在电动轮椅的右前方；所述第一PC机用于控制六自由度轻量型仿生机械臂，所述第二PC机和第三PC机分别用于处理各体感摄影机传输的视觉信号。本发明专利技术结合轮椅的地面移动能力、激光雷达定位能力、3D体感摄影机的识别能力以及机械臂的空间运动和执行能力，协助老人、残疾人完成日常生活动作，从而改善其生活质量。

A mechanical arm device for an electric wheelchair

The invention discloses an electric wheelchair mechanical arm device comprises an electric wheelchair, six DOF lightweight bionic manipulator, the first 3D somatosensory camera, second 3D somatosensory camera, laser radar, the left side and the right side support bracket, the first PC machine, second PC, third PC, the six freedom lightweight bionic mechanical arm is fixed on the left front of electric wheelchair; the laser radar, the first 3D somatosensory camera and second 3D camera is arranged in the front right somatosensory electric wheelchair; the first PC machine is used to control six degrees of freedom lightweight bionic manipulator, the second PC and third PC machine is used for processing visual signals of the somatosensory camera transmission. The invention combines the ground movement ability of the wheelchair, the location ability of the laser radar, the recognition ability of the 3D body sense camera, and the space movement and execution ability of the robot arm, so as to help the elderly and the disabled to complete daily activities, so as to improve their quality of life.

【技术实现步骤摘要】
一种电动轮椅机械臂装置
本专利技术专利属于携带机械臂的电动轮椅机械臂装置，特别是涉及一种携带有一个六自由度的轻量型仿生机械臂的电动轮椅机械臂。
技术介绍
随着社会的不断进步与发展，我国乃至世界的人口老龄化现象越来越严重，老年人口越来越多。据中国国家统计局最新数据显示，2016年全国人口总数约为138271万人，65岁及以上人口14933万人，占总人口的10.8%。同时，由于各种天灾人祸，残疾人的数量也在不断地增加。根据中国残疾人联合会调查数据，2010年末我国残疾人总人数达到8502万人，其中肢体残疾2472万人，多重残疾2518万人。对于以上人群，无论是老年人还是残疾人，在社会生活上都面临着许多不方便乃至困难。尤其是对于一些行动不便的老年人或者有肢体残疾的人来说，能够进行生活自理成了他们或者他们的亲属的一个重大需求。因此，开发一种既能够给予使用者一定的自主行动能力，又能让使用者简便地跟外界进行交互的轮椅机械臂是十分有必要的。在本电动轮椅机械臂中，六自由度轻量型仿生机械臂具有自重轻、灵活、交互简便的优点，目前在科研领域上具有很广泛的应用，并且由于它的这些优点，它能够完成很多复杂的任务；电动轮椅则拥有便捷的移动能力以及智能化的操控器，能够很方便地为使用者实现移动任务。本专利技术将两者的优点结合起来，使该电动轮椅机械臂既能够实现空间移动，又能够与外界实现一定的交互任务，很好地解决了大多数老年人以及残疾人生活不方便的问题，提高了老年人和残疾人的生活质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动轮椅机械臂装置。为了实现上述实用装置，采用的技术方案如下：一种电动轮椅机械臂装置，包括电动轮椅、六自由度轻量型仿生机械臂、第一3D体感摄影机、第二3D体感摄影机、激光雷达、左侧面支架、右侧面支架、第一PC机、第二PC机、第三PC机，所述六自由度轻量型仿生机械臂通过连接电动轮椅的左侧面支架固定在电动轮椅的左前方，用于根据目标物体的位置信息执行抓取任务，并根据第二3D体感摄影机对使用者脸部的识别与定位信息，将目标物体移至目标位置；所述的激光雷达、第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机通过连接电动轮椅的右侧面支架设置在电动轮椅的右前方，用于电动轮椅位置的实时定位及目标物体和使用者脸部的识别与定位；所述的第一PC机用于控制六自由度轻量型仿生机械臂，所述的第二PC机和第三PC机分别用于处理第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机传输过来的视觉信号，并将处理后的信息再反馈至第一PC机，用于驱动六自由度轻量型仿生机械臂完成抓取实物并传送给人的任务。进一步地，所述的第一3D体感摄影机、第二3D体感摄影机均采用Kinect。进一步地，所述的左侧面支架固定在电动轮椅底盘并从电动轮椅底盘的左前方延伸而出，同时设置有分别与六自由度轻量型仿生机械臂和电动轮椅连接的机械接口和固定接口。进一步地，所述的右侧面支架固定在电动轮椅底盘并从电动轮椅底盘的右前方延伸而出；所述右侧面支架的底部设置有与电动轮椅连接的固定接口，所述右侧面支架的中部设置有用于安装固定激光雷达的支撑结构，所述右侧面支架的顶端设置有两个分别用于安装固定第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机的支撑平台。进一步地，所述的第一3D体感摄影机位于激光雷达的正上方，第二3D体感摄影机位于第一3D体感摄影机的上方且摄像头方向与第一3D体感摄影机相反。进一步地，所述的激光雷达、第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机通过滑动装置与右侧面支架相连接，所述滑动装置沿右侧面支架上下滑动并定位，带动激光雷达、第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机进行上下高度的调整。进一步地，所述激光雷达的安放高度距地1m-1.1m。进一步地，所述第二3D体感摄影机与人脸的距离为0.7m-0.8m。进一步地，所述的第二PC机和第三PC机设置在所述电动轮椅靠背后方的支架上。相比现有技术，本专利技术由电动轮椅以及轻量型仿生机械臂组成，能够充分的发挥电动轮椅便利、安全性高以及拥有智能化的操纵控制器的特点，同时由于具有六自由度的轻量型仿生机械臂自重轻、灵活、交互简便的优点，从而能协助老人、残疾人完成日常生活动作，改善他们的生活质量并具备后续开发的可能性，具体包括：1、本专利技术一种电动轮椅机械臂，在能够进行空间移动的电动轮椅上，搭载轻量型仿生机械臂，使轮椅能够具备类似于人上肢的功能，从而能协助老人、残疾人完成日常生活动作，改善他们的生活质量。2、本专利技术一种电动轮椅机械臂，轻量型仿生机械臂通过一个左侧面支架与电动轮椅相连接，激光雷达以及两个3D体感摄影机通过安装在一个右侧面支架上进而与电动轮椅相连接。这样的连接方式将会在轮椅的正前方空出一定的空间，这个空间既可以方便使用者上下轮椅，又可以给予使用者一个无阻碍的视野。3、本专利技术一种电动轮椅机械臂，第一3D体感摄影机和第二3D体感摄影机在高度上有一定距离，有利于3D体感摄影机的散热，使其能发挥出最优的性能。激光雷达所处高度为1-1.1m，该高度下激光雷达能正常工作。附图说明图1为本专利技术实施例的电动轮椅机械臂整体结构示意图。图2为本专利技术实施例的右侧面支架及其上的激光雷达和两个kinect结构示意图。图3为本专利技术实施例的左侧面支架及其上的六自由度轻量型仿生机械臂结构示意图。图中所示：1-电动轮椅；2-六自由度轻量型仿生机械臂；3-第一3D体感摄影机；4-第二3D体感摄影机；5-激光雷达；6-左侧面支架；7-右侧面支架；8-滑动装置；9-第一PC机。10-第一PC机；11-第一PC机。具体实施方式下面结合附图对专利技术做进一步的说明。如图1所示，一种电动轮椅机械臂，包括电动轮椅1、六自由度轻量型仿生机械臂2、第一3D体感摄影机3、第二3D体感摄影机4、激光雷达5、左侧面支架6、右侧面支架7、滑动装置8、第一PC机9、第二PC机10、第三PC机11，所述六自由度轻量型仿生机械臂2通过连接电动轮椅1的左侧面支架固定在电动轮椅1的左前方，用于根据目标物体的位置信息执行抓取任务，并根据第二3D体感摄影机4对使用者脸部的识别与定位信息，将目标物体送至使用者脸上的目标位置；所述的激光雷达5、第一3D体感摄影机3和第二3D体感摄影机4通过连接电动轮椅1的右侧面支架7固定在电动轮椅1的右前方，并可以根据各种实际情况利用滑动装置8进行上下移动，用于电动轮椅1的位置的实时定位及目标物体和使用者脸部的识别与定位；所述的第一PC机9用于驱动六自由度轻量型仿生机械臂2，所述的第二PC机10和第三PC11用于处理第一3D体感摄影机3和第二3D体感摄影机4传输过来的视觉信号；所述的第一3D体感摄影机3、第二3D体感摄影机4均采用Kinect，所述六自由度轻量型仿生机械臂2采用kinova六自由度轻量型仿生机械臂。电动轮椅1能够实现电动轮椅机械臂的空间移动。坐在电动轮椅上的人可以通过两种方式来实现电动轮椅机械臂的空间移动：一是利用电动轮椅1自身携带的智能化的操纵控制器实现电动轮椅1在空间的前后左右以及拐弯等移动；二是利用右侧面支架7上搭载的激光雷达5来对所在空间进行定位，激光雷达5对空间定位之后，将位置信息反馈给PC机，PC机将处理之后的信息以及运动命令传送给电动轮椅1，驱动电动轮椅1实现空间的前后左右以及拐弯等移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动轮椅机械臂装置，其特征在于：包括电动轮椅（1）、六自由度轻量型仿生机械臂(2)、第一3D体感摄影机(3)、第二3D体感摄影机(4)、激光雷达(5)、左侧面支架（6）、右侧面支架（7）、第一PC机（9）、第二PC机（10）、第三PC机（11），所述六自由度的轻量型仿生机械臂(2)通过连接电动轮椅(1)的左侧面支架固定在电动轮椅(1)的左前方，用于根据目标物体的位置信息执行抓取任务，并根据第二3D体感摄影机(4)对使用者脸部的识别与定位信息，将目标物体移至目标位置；所述的激光雷达(5)、第一3D体感摄影机(3)和第二3D体感摄影机(4)通过连接电动轮椅(1)的右侧面支架（7）设置在电动轮椅(1)的右前方，用于电动轮椅(1)位置的实时定位及目标物体和使用者脸部的识别与定位；所述的第一PC机（9）用于控制六自由度轻量型仿生机械臂（2），所述的第二PC机（10）和第三PC机（11）分别用于处理第一3D体感摄影机(3)和第二3D体感摄影机(4)传输过来的视觉信号，并将处理后的信息再反馈至第一PC机（9），用于驱动六自由度轻量型仿生机械臂（2）完成抓取实物并传送给人的任务。

【技术特征摘要】
1.一种电动轮椅机械臂装置，其特征在于：包括电动轮椅（1）、六自由度轻量型仿生机械臂(2)、第一3D体感摄影机(3)、第二3D体感摄影机(4)、激光雷达(5)、左侧面支架（6）、右侧面支架（7）、第一PC机（9）、第二PC机（10）、第三PC机（11），所述六自由度的轻量型仿生机械臂(2)通过连接电动轮椅(1)的左侧面支架固定在电动轮椅(1)的左前方，用于根据目标物体的位置信息执行抓取任务，并根据第二3D体感摄影机(4)对使用者脸部的识别与定位信息，将目标物体移至目标位置；所述的激光雷达(5)、第一3D体感摄影机(3)和第二3D体感摄影机(4)通过连接电动轮椅(1)的右侧面支架（7）设置在电动轮椅(1)的右前方，用于电动轮椅(1)位置的实时定位及目标物体和使用者脸部的识别与定位；所述的第一PC机（9）用于控制六自由度轻量型仿生机械臂（2），所述的第二PC机（10）和第三PC机（11）分别用于处理第一3D体感摄影机(3)和第二3D体感摄影机(4)传输过来的视觉信号，并将处理后的信息再反馈至第一PC机（9），用于驱动六自由度轻量型仿生机械臂（2）完成抓取实物并传送给人的任务。2.根据权利要求1所述的电动轮椅机械臂，其特征在于：所述的第一3D体感摄影机(3)、第二3D体感摄影机(4)均采用Kinect。3.根据权利要求1所述的电动轮椅机械臂，其特征在于：所述的左侧面支架(6)固定在电动轮椅(1)底盘并从电动轮椅(1)底盘的左前方延伸而出，同时设置有分别与六自由度轻量型仿生机械臂(3)和电动轮椅(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智军，李锦辉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44