一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，包括控制模块、触控笔和触控平台，触控笔包括一个笔尖和用于实时监测其姿态的姿态传感器，触控平台至少包括一个识别层、一个支撑层和一个相机，识别层采用在软质材料上标记规则网格的方式制成，支撑层用于支撑识别层，为硬质透明层；当笔尖接触识别层时，识别层相应区域的网格会发生变形，所述控制模块通过相机捕捉到网格的变化，从而识别接触力大小，并通过笔尖的发光元件识别接触位置，并结合触控笔的姿态进行人机交互。本发明专利技术主要面向医疗机器人的远程控制领域，操作方式符合医疗过程中医生的操作习惯，可输出操作过程中的位姿和压力信号，动作灵敏且成本较低，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置
本专利技术属于机器人遥操作
，涉及一种触觉控制装置，特别涉及一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置。
技术介绍
近年来，机器人在工业、农业、服务业迅速发展，同时在医疗领域也已得到推广应用。随着机器人控制技术和远程通信技术的不断发展，机器人操控逐渐摆脱传统的面对面控制方式，处于交互控制方式下的主、从式遥操作机器人技术成为研究热点。在医疗领域，现有的医疗机器人侧重往智能化、服务化、小型化的方向发展，例如医疗服务机器人、穿刺机器人、介护机器人、B超机器人、血管介入机器人，而远程控制的医疗机器人相对较少，一个重要原因是缺少合适的医疗遥操作装置。常用的远程操作装置包括：摇杆、3D鼠标、力反馈设备等。上述装置存在明显缺陷：摇杆的结构较为简单，控制指令较少，难以实现对远程医疗机器人多自由度运动的控制，而多摇杆的控制方式则增大操作难度；3D鼠标的输出信号虽然包括六个自由度的信息，但是只能实现开环遥操作控制，无法为操作者提供力反馈，交互感和临场感较差；力反馈设备满足多自由度信号输出，同时可以为操作者提供丰富的反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，其特征在于：包括控制模块、触控笔和触控平台，所述触控笔包括一个笔尖和用于实时监测其姿态的姿态传感器，所述触控平台至少包括一个识别层、一个支撑层和一个相机，所述识别层采用在软质材料上标记规则网格的方式制成，所述支撑层用于支撑识别层，为硬质透明层，所述相机安装于支撑层下方，所述相机和姿态传感器均与控制模块相连；当笔尖接触识别层时，识别层相应区域的网格会发生变形，所述控制模块通过相机捕捉到网格的变化，采用视觉识别技术处理网格的变形信号，从而识别笔尖与识别层的接触力大小和接触位置，并结合触控笔的姿态进行人机交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，其特征在于：包括控制模块、触控笔和触控平台，所述触控笔包括一个笔尖和用于实时监测其姿态的姿态传感器，所述触控平台至少包括一个识别层、一个支撑层和一个相机，所述识别层采用在软质材料上标记规则网格的方式制成，所述支撑层用于支撑识别层，为硬质透明层，所述相机安装于支撑层下方，所述相机和姿态传感器均与控制模块相连；当笔尖接触识别层时，识别层相应区域的网格会发生变形，所述控制模块通过相机捕捉到网格的变化，采用视觉识别技术处理网格的变形信号，从而识别笔尖与识别层的接触力大小和接触位置，并结合触控笔的姿态进行人机交互。


2.如权利要求1所述用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，其特征在于：所述识别层包括标记层和位于标记层下方的软质透明层，所述网格采用转印的方式刻画在标记层下表面，标记层采用接触式安装在软质透明层上，软质透明层安装在支撑层上。


3.如权利要求2所述用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，其特征在于：所述网格转印的方法如下：
在一张光洁的纸上平铺一层转印纸，在转印纸上用笔绘画出规则的网格线，绘画完成后揭开转印纸，下层纸张上留下网格线的油墨痕迹，在硅胶的表面涂敷转印膏后，将留有油墨痕迹的纸面轻盖于硅胶表面，并对整个纸张背面轻微按压，揭开纸张后即在硅胶层上留下转印的网格。


4.如权利要求2所述用于医疗遥操作的触觉人机交互装置，其特征在于：所述标记层采用硅胶材料制成，所述软质透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淼，邓旭畑，邓智峰，雷自伟，肖晓晖，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42