[發(fā)明專利]壓力傳感手套以及壓力感知手型外套

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810036036.3
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108255301B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋豪杰
• 申請（專利權(quán)）人: 宋豪杰
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種壓力傳感知系統(tǒng)，是由傳感手套與感知手型外套組成的，所述的傳感手套具有傳力層、供電線和數(shù)據(jù)線包裹層、單片機(jī)控制器、蓄電池、電線及其插頭、數(shù)據(jù)線、微元傳感單位，所述的感知手型外套具有受力層、供電線和數(shù)據(jù)線包裹層、蓄電池、電線及其插頭、單片機(jī)壓力信息收集器、微元受力感知單元，所述的微元傳感單位又具有微元傳力塊、微元伸出體、鉸鏈擋板、鉸鏈、可動螺栓結(jié)點、微元可控桿、微元電機(jī)、微元矩形套筒、微元傳動桿、微元矩形滑軌，所述的微元受力感知單位又具有微元受力塊、微元彈簧、微元中心柱、微元圓形套筒、微型壓力傳感器，其特征在于：傳感手套具有普通五指手套的外形，傳力層與供電線和數(shù)據(jù)線包裹層位于傳感手套內(nèi)部，供電線和數(shù)據(jù)線包裹層覆蓋并固定在傳感手套內(nèi)表面，傳力層覆蓋并固定在供電線和數(shù)據(jù)線包裹層表面上，由外向內(nèi)共三層，分別為傳感手套、供電線和數(shù)據(jù)線包裹層、傳力層三部分；傳力層一層是由一個個微元傳感單位彼此連接成一體組成的面狀結(jié)構(gòu)，具有微元傳力塊的一端為微元傳感單位的頂部，微元傳感單位的頂部朝向傳感手套內(nèi)部，進(jìn)而使得微元傳力塊與使用者手部的皮膚相接觸，微元傳感單位的底部固定在供電線和數(shù)據(jù)線包裹層上表面上，但被單片機(jī)控制器與蓄電池所覆蓋部分的傳力層不具有微元傳感單位；供電線和數(shù)據(jù)線包裹層具有連接傳力層與蓄電池、傳力層與單片機(jī)控制器的功能，蓄電池通過供電線和數(shù)據(jù)線包裹層為傳力層中的微元傳感單位供電，單片機(jī)控制器通過供電線和數(shù)據(jù)線包裹層控制傳力層中的微元傳感單位的工作；蓄電池與單片機(jī)控制器并排安裝于傳感手套的外表面的手腕處，單片機(jī)控制器上連接有數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線又與位于感知手型外套上的單片機(jī)壓力信息收集器連接在一起，微元傳感單位、單片機(jī)控制器均由蓄電池供電，蓄電池通過電線及其插頭與外部電源相互連接，進(jìn)而為蓄電池補(bǔ)充電能；感知手型外套具有與傳感手套相同的外形，受力層與供電線和數(shù)據(jù)線包裹層位于感知手型外套外部，供電線和數(shù)據(jù)線包裹層覆蓋并固定在感知手型外套外表面，受力層覆蓋并固定在供電線和數(shù)據(jù)線包裹層表面上，由內(nèi)向外共三層，分別為感知手型外套、供電線和數(shù)據(jù)線包裹層、受力層三部分；受力層一層是由一個個微元受力感知單位彼此連接成一體組成的面狀結(jié)構(gòu)，具有微元受力塊的一端為微元受力感知單位的頂部，微元受力感知單位的頂部朝向感知手型外套的外部，進(jìn)而使得微元受力感知單位與外部物體相接觸，微元受力感知單位的底部固定在供電線和數(shù)據(jù)線包裹層上表面上，但被單片機(jī)壓力信息收集器與蓄電池所覆蓋部分的受力層不具有微元受力感知單位；供電線和數(shù)據(jù)線包裹層具有連接受力層與蓄電池、受力層與單片機(jī)壓力信息收集器的功能，蓄電池通過供電線和數(shù)據(jù)線包裹層為受力層中的微元受力感知單位供電，單片機(jī)壓力信息收集器通過供電線和數(shù)據(jù)線包裹層接收來自受力層中的微元受力感知單位傳回的壓力信息；蓄電池與單片機(jī)壓力信息收集器并排安裝于感知手型外套的外表面的手腕處，微元受力感知單位、單片機(jī)壓力信息收集器均由蓄電池供電，蓄電池通過電線及其插頭與外部電源相互連接，進(jìn)而為蓄電池補(bǔ)充電能，蓄電池上具有USB充電口結(jié)構(gòu)；

所述的微元傳感單位又具有微元傳力塊、微元伸出體、鉸鏈擋板、鉸鏈、可動螺栓結(jié)點、微元可控桿、微元電機(jī)、微元矩形套筒、微元傳動桿、微元矩形滑軌；當(dāng)微元電機(jī)受到單片機(jī)控制器所發(fā)出的控制命令轉(zhuǎn)動時，微元電機(jī)帶動與其相固定的微元可控桿一同轉(zhuǎn)動，微元可控桿向前旋轉(zhuǎn)的同時，帶動微元傳動桿前伸，進(jìn)而帶動微元伸出體前伸，推動微元傳力塊向上運(yùn)動，當(dāng)微元伸出體的上部表面與微元矩形套筒的上部表面齊平時，微元電機(jī)到達(dá)最大轉(zhuǎn)動距離并停止旋轉(zhuǎn)；單片機(jī)控制器控制傳力層中，任意位置任意數(shù)量的微元傳感單位的伸縮，并精確控制其微元傳感單位的伸縮長度；

所述的微元受力感知單位又具有微元受力塊、微元彈簧、微元中心柱、微元圓形套筒、微型壓力傳感器，微元受力感知單位高兩毫米，微元圓形套筒直徑一毫米，微元圓形套筒一端具有完整的圓形開口，微元受力感知單位以微元圓形套筒的內(nèi)部底部表面為安裝基礎(chǔ)，微元圓形套筒的內(nèi)部底部表面上安裝有微型壓力傳感器，微型壓力傳感器的上表面安裝有微元中心柱和微元彈簧，微元彈簧的頂端連接著微元受力塊，微元受力塊與微元傳力塊形狀相同；未使用狀態(tài)下的微元彈簧處于自然展開的狀態(tài)，當(dāng)微元受力塊的上表面受到壓力作用時，微元受力塊將會壓縮與其相連接的微元彈簧并向下運(yùn)動，微元受力塊的最大運(yùn)動距離受到微元中心柱的限制，微元受力塊的上表面所受壓力將會由微型壓力傳感器收集并通過供電線和數(shù)據(jù)線包裹層傳輸給單片機(jī)壓力信息收集器；未使用狀態(tài)下的微元彈簧超出微元中心柱的距離為一毫米，即最長伸出距離，此時微型壓力傳感器沒有壓力感知，當(dāng)微元受力塊受到壓力作用，并且被壓至與微元中心柱頂部相接觸時，微型壓力傳感器感知到壓力，記作N，此壓力為微型壓力傳感器能夠傳感的最大壓力，此時即便壓力繼續(xù)增加，微型壓力傳感器能夠傳輸給單片機(jī)壓力信息收集器的壓力數(shù)值也不會超過N；

所述的單片機(jī)壓力信息收集器能夠收集到受力層的任意位置任意數(shù)量的微型壓力傳感器所傳輸?shù)膲毫?shù)值，單片機(jī)壓力信息收集器收集到受力層傳輸來的壓力數(shù)值后，將會記憶受力層中受到壓力作用的微元受力感知單位的固定位置，并且計算該微元受力感知單位壓力與長度的關(guān)系，根據(jù)公式F＝KX，計算出微元受力塊的運(yùn)動長度X，當(dāng)單片機(jī)壓力信息收集器計算得出數(shù)值X后，將會立即將數(shù)值X以及該微元受力感知單位的位置通過數(shù)據(jù)線傳遞給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器將會根據(jù)單片機(jī)壓力信息收集器傳輸來的微元受力感知單位的位置信息，控制到傳力層中與受力層相對應(yīng)的位置的微元傳感單位，并根據(jù)數(shù)值X控制該微元傳感單位當(dāng)中的微元電機(jī)工作，使得微元傳力塊伸長并使得運(yùn)動長度同為數(shù)值X；其中，F(xiàn)為微型壓力傳感器記錄壓力數(shù)值，K為微元彈簧的勁度系數(shù)，X為微元受力塊運(yùn)動長度。