一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的遥操作系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的力反馈遥操作系统与方法，该系统包括近端可穿戴设备、远端机器臂单元和处理控制单元。所述的近端可穿戴设备包括外骨骼数据手套和肌电手环，可同时获取手指、手腕、小臂和大臂的动作信息，所述处理控制单元包括传感器电路和上位机系统，上位机对采集到的用户动作信息进行分析处理，并将控制信号发送给远端机器臂控制器，完成相应的操作；此外，位于机械手上的力传感器可将机械手末端压力实时传送给上位机系统，再通过外骨骼数据手套微控制器控制驱动电机，带动驱动缆绳和指尖内部压片，以实现比较真实的力反馈。本发明专利技术可应用于航空、工业、医疗、教学和娱乐等领域。

A Teleoperation System and Method Based on Exoskeleton Data Glove and EMG Ring

【技术实现步骤摘要】
一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的遥操作系统与方法
本专利技术涉及机器人遥操作
具体地涉及一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的遥操作系统与方法的相关技术。
技术介绍
遥操作控制技术由于其广泛的应用前景，一直是机器人研究领域中的一大热点。尤其在航空航天、水下和核工业这些复杂不确定或不可接近的环境中，由于现有机器人技术水平的制约，机器人完全自主地完成各种作业任务是不现实的，往往需要操作人员必要的监控和遥操作。同时日常生活中的一些实用技术如远程医疗、远程教学、虚拟现实娱乐设施等，也需要提供特殊服务的遥操作技术。因此，处于交互控制方式下的主、从式遥操作机器人无疑是近来发展的重点。这样既可发挥机器人的自主决策能力，又能发挥人的智能和关键性决策作用，使人机智能有机交融。力反馈技术应用于遥操作领域，可使操作者感受到细腻的操纵过程，达到较好的临场感效果，从而实现更好的人机交互。中国专利技术专利公开号：CN107480697A，名称：一种肌电手势识别方法和系统。该专利技术通过对MYO手环采集的肌电信号进行变换处理，反解出人的手势动作。该技术虽然可实现对操作者手势动作的跟踪，但只能实现开环遥操作控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述遥操作系统由可穿戴设备a1、远端机器臂a2和处理控制单元组成a3；可穿戴设备a1包括仿人外骨骼数据手套a1‑1和肌电手环a1‑2；处理控制单元a3包括上位机系统和传感器电路部分。

【技术特征摘要】
1.一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述遥操作系统由可穿戴设备a1、远端机器臂a2和处理控制单元组成a3；可穿戴设备a1包括仿人外骨骼数据手套a1-1和肌电手环a1-2；处理控制单元a3包括上位机系统和传感器电路部分。2.根据权利要求1所述的基于外骨骼数据手套和肌电手环的力反馈遥操作系统，其特征在于，仿人外骨骼数据手套a1-1包括手腕固定基架b7、手背固定基架b6、5个仿人手指（拇指b1、食指b2、中指b3、无名指b4、小指b5）、位置传感器和外骨骼数据手套微控制器b11。3.根据权利要求2所述的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述手背固定基架b6一端通过球形铰链与除拇指外的4个仿人手指的指根部相连接，另一端通过4根长度可调节的链条b10与手腕固定基架b7相连，所述手腕固定基架b7通过球形铰链与拇指b1根部相连接。4.根据权利要求2所述的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述手背固定基架b6和手腕固定基架b7均由弹性材料制成的绷带b8、b9分别固定于佩戴者的手掌与手腕部位，实现固定功能。5.根据权利要求2所述的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述仿人外骨骼数据手套a1-1的除拇指外4个仿人手指均包括三段：指尖段c1、指中段c2和指根段c3；指尖段c1通过销钉铰链c4与指中段c2相连接，指中段c2由两部分构成，该两部分由丝杠c5螺母连接c6，实现外骨骼手套的手指部分长度可调节，指中段c2通过销钉铰链与指根段c3相连接，指根段c3另一端通过球形铰链c7与所述手背固定基架b6相连接。6.根据权利要求2所述的力反馈遥操作系统，其特征在于，所述仿人外骨骼数据手套a1-1的拇指也包括三段：指尖段d1、指中段d2和指根段d3，与四指不同的是其指根段为曲柄连杆d3，用以满足拇指结构的特殊性，所述曲柄连杆末端通过球形铰链d7与手腕固定基架b7相连接。7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辰光，薛宪法，贺波涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，苏州晨本智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44