[發(fā)明專(zhuān)利]一種電動(dòng)輪椅機(jī)械臂裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710830727.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107595505A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張智軍;李錦輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61G5/10
• 分類(lèi)號(hào): A61G5/10;A61G5/04;B25J11/00;B25J18/00;B25J19/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專(zhuān)利屬于攜帶機(jī)械臂的電動(dòng)輪椅機(jī)械臂裝置，特別是涉及一種攜帶有一個(gè)六自由度的輕量型仿生機(jī)械臂的電動(dòng)輪椅機(jī)械臂。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)乃至世界的人口老齡化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，老年人口越來(lái)越多。據(jù)中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)顯示，2016 年全國(guó)人口總數(shù)約為 138271萬(wàn)人，65 歲及以上人口14933 萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?10.8%。同時(shí)，由于各種天災(zāi)人禍，殘疾人的數(shù)量也在不斷地增加。根據(jù)中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)調(diào)查數(shù)據(jù)，2010年末我國(guó)殘疾人總?cè)藬?shù)達(dá)到8502萬(wàn)人，其中肢體殘疾2472萬(wàn)人，多重殘疾2518萬(wàn)人。對(duì)于以上人群，無(wú)論是老年人還是殘疾人，在社會(huì)生活上都面臨著許多不方便乃至困難。尤其是對(duì)于一些行動(dòng)不便的老年人或者有肢體殘疾的人來(lái)說(shuō)，能夠進(jìn)行生活自理成了他們或者他們的親屬的一個(gè)重大需求。因此，開(kāi)發(fā)一種既能夠給予使用者一定的自主行動(dòng)能力，又能讓使用者簡(jiǎn)便地跟外界進(jìn)行交互的輪椅機(jī)械臂是十分有必要的。在本電動(dòng)輪椅機(jī)械臂中，六自由度輕量型仿生機(jī)械臂具有自重輕、靈活、交互簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，目前在科研領(lǐng)域上具有很廣泛的應(yīng)用，并且由于它的這些優(yōu)點(diǎn)，它能夠完成很多復(fù)雜的任務(wù)；電動(dòng)輪椅則擁有便捷的移動(dòng)能力以及智能化的操控器，能夠很方便地為使用者實(shí)現(xiàn)移動(dòng)任務(wù)。本發(fā)明將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使該電動(dòng)輪椅機(jī)械臂既能夠?qū)崿F(xiàn)空間移動(dòng)，又能夠與外界實(shí)現(xiàn)一定的交互任務(wù)，很好地解決了大多數(shù)老年人以及殘疾人生活不方便的問(wèn)題，提高了老年人和殘疾人的生活質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動(dòng)輪椅機(jī)械臂裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用裝置，采用的技術(shù)方案如下：

一種電動(dòng)輪椅機(jī)械臂裝置，包括電動(dòng)輪椅、六自由度輕量型仿生機(jī)械臂、第一3D體感攝影機(jī)、第二3D體感攝影機(jī)、激光雷達(dá)、左側(cè)面支架、右側(cè)面支架、第一PC機(jī)、第二PC機(jī)、第三PC機(jī)，所述六自由度輕量型仿生機(jī)械臂通過(guò)連接電動(dòng)輪椅的左側(cè)面支架固定在電動(dòng)輪椅的左前方，用于根據(jù)目標(biāo)物體的位置信息執(zhí)行抓取任務(wù)，并根據(jù)第二3D體感攝影機(jī)對(duì)使用者臉部的識(shí)別與定位信息，將目標(biāo)物體移至目標(biāo)位置；所述的激光雷達(dá)、第一3D體感攝影機(jī)和第二3D體感攝影機(jī)通過(guò)連接電動(dòng)輪椅的右側(cè)面支架設(shè)置在電動(dòng)輪椅的右前方，用于電動(dòng)輪椅位置的實(shí)時(shí)定位及目標(biāo)物體和使用者臉部的識(shí)別與定位；所述的第一PC機(jī)用于控制六自由度輕量型仿生機(jī)械臂，所述的第二PC機(jī)和第三PC機(jī)分別用于處理第一3D體感攝影機(jī)和第二3D體感攝影機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的視覺(jué)信號(hào)，并將處理后的信息再反饋至第一PC機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)六自由度輕量型仿生機(jī)械臂完成抓取實(shí)物并傳送給人的任務(wù)。

進(jìn)一步地，所述的第一3D體感攝影機(jī)、第二3D體感攝影機(jī)均采用Kinect。

進(jìn)一步地，所述的左側(cè)面支架固定在電動(dòng)輪椅底盤(pán)并從電動(dòng)輪椅底盤(pán)的左前方延伸而出，同時(shí)設(shè)置有分別與六自由度輕量型仿生機(jī)械臂和電動(dòng)輪椅連接的機(jī)械接口和固定接口。

進(jìn)一步地，所述的右側(cè)面支架固定在電動(dòng)輪椅底盤(pán)并從電動(dòng)輪椅底盤(pán)的右前方延伸而出；所述右側(cè)面支架的底部設(shè)置有與電動(dòng)輪椅連接的固定接口，所述右側(cè)面支架的中部設(shè)置有用于安裝固定激光雷達(dá)的支撐結(jié)構(gòu)，所述右側(cè)面支架的頂端設(shè)置有兩個(gè)分別用于安裝固定第一3D體感攝影機(jī)和第二3D體感攝影機(jī)的支撐平臺(tái)。

進(jìn)一步地，所述的第一3D體感攝影機(jī)位于激光雷達(dá)的正上方，第二3D體感攝影機(jī)位于第一3D體感攝影機(jī)的上方且攝像頭方向與第一3D體感攝影機(jī)相反。

進(jìn)一步地，所述的激光雷達(dá)、第一3D體感攝影機(jī)和第二3D體感攝影機(jī)通過(guò)滑動(dòng)裝置與右側(cè)面支架相連接，所述滑動(dòng)裝置沿右側(cè)面支架上下滑動(dòng)并定位，帶動(dòng)激光雷達(dá)、第一3D體感攝影機(jī)和第二3D體感攝影機(jī)進(jìn)行上下高度的調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述激光雷達(dá)的安放高度距地1m-1.1m。

進(jìn)一步地，所述第二3D體感攝影機(jī)與人臉的距離為0.7m-0.8m。

進(jìn)一步地，所述的第二PC機(jī)和第三PC機(jī)設(shè)置在所述電動(dòng)輪椅靠背后方的支架上。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明由電動(dòng)輪椅以及輕量型仿生機(jī)械臂組成，能夠充分的發(fā)揮電動(dòng)輪椅便利、安全性高以及擁有智能化的操縱控制器的特點(diǎn)，同時(shí)由于具有六自由度的輕量型仿生機(jī)械臂自重輕、靈活、交互簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，從而能協(xié)助老人、殘疾人完成日常生活動(dòng)作，改善他們的生活質(zhì)量并具備后續(xù)開(kāi)發(fā)的可能性，具體包括：