基于柔性传感器的体感交互系统技术方案

本实用新型专利技术提供了基于柔性传感器的体感交互系统，包括：一电源模块、一柔性传感模块、一稳压模块、一数据采集模块、一信号处理模块及一机械设备模块，将所述电源模块、柔性传感模块和稳压模块串联成一个完整的电流回路，所述数据采集模块分别与柔性传感模块和信号处理模块连接，所述机械设备模块连接至信号处理模块；所述柔性传感模块为水凝胶柔性传感模块；所述柔性传感模块安装于手套的各个手指穿戴部位，并与各个手指的近侧指间关节位置相贴合。本实用新型专利技术能够与人体紧密贴合且性能良好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
基于柔性传感器的体感交互系统


[0001]本技术涉及体感交互
，具体是涉及基于柔性传感器的体感交互系统。

技术介绍

[0002]体感交互主要指用户通过手势、肢体运动、面部表情、语音等信息，与机器进行信息传输和转换，从而实现人机交互。在动作游戏中，基于对用户动作的捕捉，体感交互技术使用户在进行人机交互时摆脱了传统的物理触点输入方式，使其获得更具沉浸感的使用和游戏体验。一方面，结合VR(Virtual Reality，虚拟现实)、AR(Augmented Reality，增强现实)等技术，体感交互能够被开发出更具丰富感官体验的应用；另一方面，视频媒体的火热以及5G带来的高速数据传输，使线上实时精确动作交互成为可能。
[0003]目前，体感交互技术在游戏、医疗、购物、体育、教育等领域逐步应用，逐渐成为取代传统信号输入设备。很多公司纷纷开始涉足体感交互领域，研发体感技术相关产品。国内企业都投入到体感交互技术的研发中，不断的将体感交互技术运用到具体的领域。因此，通过开发轻便且高性能的生物基柔性可穿戴传感器以及体感交互系统，并结合其他多媒体技术、3D技术和AR增强现实技术在各行各业都有着广阔的应用前景。
[0004]正因为体感交互系统的优势，近年来涌现出了多款功能强大的体感人机交互设备，比如Kinect、Leap Motion、Wii等。然而，目前传统的体感人机交互系统中依旧沿用以硬性材料为基底的传感器，一方面这将导致人与设备的贴合性差，无法更加快速的响应用户的需求、更加自然的表达出用户的真实信息；另一方面，设备体积大，用户佩戴不舒适、用户的体验效果也不佳。这些问题导致了目前的体感交互系统仍难以实现人与机器更智能更自然的交互。
[0005]目前市场上可穿戴设备多采用硬性传感器，延展性和贴合性均较差，材料密度大，很难满足用户对贴身设备舒适轻便的使用；而对于现有的一些商用柔性传感器，多采用硅橡胶这一类的聚合物作为基底，无法实现灵活可调的应变灵敏度和拉伸强度；现有的人机交互控制系统多采用直接控制的方式，通常不能实现精确的动作控制和坐标计算；目前的自动化工业控制系统只能适用于重复的机械化制备生产中，而对于灵活的智能制造产业来说仍处于空白状态。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本技术提供了基于柔性传感器的体感交互系统，能够与人体紧密贴合且性能良好。
[0007]本技术是这样实现的：基于柔性传感器的体感交互系统，包括：一电源模块、一柔性传感模块、一稳压模块、一数据采集模块、一信号处理模块及一机械设备模块，将所述电源模块、柔性传感模块和稳压模块串联成一个完整的电流回路，所述数据采集模块分别与柔性传感模块和信号处理模块连接，所述机械设备模块连接至信号处理模块；
[0008]所述柔性传感模块为水凝胶柔性传感模块；所述柔性传感模块安装于手套的各个手指穿戴部位，并与各个手指的近侧指间关节位置相贴合；
[0009]由所述柔性传感模块将用户在手指关节活动时产生的机械信号转换电信号传输给所述数据采集模块，所述数据采集模块采集该电信号并传输给信号处理模块进行处理后，将处理后的结果转换为控制机械设备模块的动作运行指令并传输给机械设备模块，所述机械设备模块接收该动作运行指令并执行，实现体感交互。
[0010]进一步的，所述柔性传感模块包括一大拇指传感单元、一食指传感单元、一中指传感单元、一无名指传感单元和一小拇指传感单元，所述大拇指传感单元安装于手套中大拇指穿戴部位，并与大拇指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述食指传感单元安装于手套中食指穿戴部位，并与食指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述中指传感单元安装于手套中中指穿戴部位，并与中指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述无名指传感单元安装于手套中无名指穿戴部位，并与无名指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述小拇指传感单元安装于手套中小拇指穿戴部位，并与小拇指的近侧指间关节上表面位置相贴合；
[0011]所述大拇指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述食指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述中指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述无名指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接；所述小拇指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接；
[0012]且所述数据采集模块分别并联在大拇指传感单元的两端、食指传感单元的两端、中指传感单元的两端、无名指传感单元的两端和小拇指传感单元的两端。
[0013]进一步的，所述大拇指传感单元、食指传感单元、中指传感单元、无名指传感单元和小拇指传感单元均包括至少一个柔性传感器，所述柔性传感器为水凝胶柔性传感器；每根所述柔性传感器的两端分别与电源模块和稳压模块连接，且所述数据采集模块分别并联在每根所述柔性传感器的两端。
[0014]进一步的，所述稳压模块包括一第一稳压单元、一第二稳压单元、一第三稳压单元、一第四稳压
[0015]单元和一第五稳压单元，所述第一稳压单元的两端分别与大拇指传感单元和电源模块连接，所述第二稳压单元的两端分别与食指传感单元和电源模块连接，所述第三稳压单元的两端分别与中指传感单元和电源模块连接，所述第四稳压单元的两端分别与无名指传感单元和电源模块连接，所述第五稳压单元的两端分别与小拇指传感单元和电源模块连接。
[0016]进一步的，所述第一稳压单元、第二稳压单元、第三稳压单元、第四稳压单元和第五稳压单元均为可调电阻。
[0017]进一步的，所述大拇指传感单元还与大拇指的掌指关节上表面位置相贴合；所述食指传感单元还与食指的远侧指间关节和掌指关节上表面位置相贴合；所述中指传感单元还与中指的远侧指间关节和掌指关节上表面位置相贴合；所述无名指传感单元还与无名指的远侧指间关节和掌指关节上表面位置相贴合；所述小拇指传感单元还与小拇指的远侧指间关节和掌指关节上表面位置相贴合。
[0018]进一步的，所述电源模块为DC电源，所述DC电源上设有一控制开关，所述控制开关
分别与柔性传感模块和稳压模块连接。
[0019]进一步的，所述数据采集模块为数据采集卡。
[0020]进一步的，所述信号处理模块为PC机。
[0021]进一步的，所述机械设备模块包括一控制单元和一机械臂，所述控制单元分别与机械臂与信号处理模块连接。
[0022]本技术的有益效果是：
[0023]1、本技术的体感交互系统是基于自主研发的生物基可穿戴式柔性传感器实现的，具有性能良好，成本低廉，尺寸小，重量轻，穿戴方便等诸多优势，能够与人体紧密贴合。
[0024]2、相较于市面上各种以红外探头、加速度传感器等元件为主体的体感交互设备，本产品在柔性可穿戴市场、智能服装、人机交互等领域有着广阔的应用市场。此外，该产品工艺成熟、可扩展性强，操作简单。为运动健康监测和智慧医疗和虚拟现实游戏等技术提供了新的思路。
[0025]3、使用具有生物相容性的柔性材料，通过不同的材料配比开发灵活可调的可穿戴式柔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于柔性传感器的体感交互系统，其特征在于，包括：一电源模块、一柔性传感模块、一稳压模块、一数据采集模块、一信号处理模块及一机械设备模块，将所述电源模块、柔性传感模块和稳压模块串联成一个完整的电流回路，所述数据采集模块分别与柔性传感模块和信号处理模块连接，所述机械设备模块连接至信号处理模块；所述柔性传感模块为水凝胶柔性传感模块；所述柔性传感模块安装于手套的各个手指穿戴部位，并与各个手指的近侧指间关节位置相贴合；由所述柔性传感模块将用户在手指关节活动时产生的机械信号转换电信号传输给所述数据采集模块，所述数据采集模块采集该电信号并传输给信号处理模块进行处理后，将处理后的结果转换为控制机械设备模块的动作运行指令并传输给机械设备模块，所述机械设备模块接收该动作运行指令并执行，实现体感交互。2.根据权利要求1所述的基于柔性传感器的体感交互系统，其特征在于，所述柔性传感模块包括一大拇指传感单元、一食指传感单元、一中指传感单元、一无名指传感单元和一小拇指传感单元，所述大拇指传感单元安装于手套中大拇指穿戴部位，并与大拇指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述食指传感单元安装于手套中食指穿戴部位，并与食指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述中指传感单元安装于手套中中指穿戴部位，并与中指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述无名指传感单元安装于手套中无名指穿戴部位，并与无名指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述小拇指传感单元安装于手套中小拇指穿戴部位，并与小拇指的近侧指间关节上表面位置相贴合；所述大拇指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述食指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述中指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接，所述无名指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接；所述小拇指传感单元的两端分别与电源模块和稳压模块连接；且所述数据采集模块分别并联在大拇指传感单元的两端、食指传感单元的两端、中指传感单元的两端、无名指传感单元的两端和小拇指传感单元的两端。3.根据权利要求2所述的基于柔性传感器的体感交互系统，其特征在于，所述大拇...

【专利技术属性】
技术研发人员：林友辉，王迪，易佳，陈万能，
申请(专利权)人：厦门颐安智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：