[實用新型]一種機械臂以及利用手勢控制該機械臂的裝置

有效

• 申請號: 201920517765.0
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN209737598U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 黃夢醒;李宇航;吳迪
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J13/08;B25J9/00
• 代理公司: 11350 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 趙蕊紅<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型公開了一種機械臂以及利用手勢控制該機械臂的裝置，其中機械臂包括移動車體、固定座和機械臂本體，機械臂本體包括底座、大臂、小臂、手腕、臂爪以及控制其活動的舵機組，移動車體包括底盤，底盤上裝有電源，底盤后端兩側各設有主動轉輪，前端兩側設有從動轉輪，底盤側面通過支撐軸固定若干個支撐轉輪，同側的主動轉輪、從動轉輪和若干個支撐轉輪上套有傳動帶，使傳動帶成倒梯形，主動轉輪通過旋轉軸和電機連接，電機和舵機組分別與電源連接。本機械臂采用坦克型車體作為移動支撐臺，便于多方向移動；采用舵機和手臂配合可多自由度抓取，結構易于組裝，利用本機械臂可測試不同的功能模塊，便于研究不同手勢控制機械臂的準確度和靈敏度。

技術領域

本實用新型涉及機械臂領域，尤其涉及一種機械臂以及利用手勢控制該機械臂的裝置。

背景技術

現有機械臂是一種自動化機械裝置，應用在工業制造、醫學治療、娛樂服務、軍事、半導體制造以及太空探索等領域，種類眾多但其成本昂貴，不適合教學及研究使用。傳統的人機交互主要通過使用普通的攝像頭等設備，對人類肢體拍攝二維圖像再通過圖像處理技術進行識別匹配。但隨著體感控制器的迅速發展，可應用在生活服務機器上，通過將現有的體感設備如數據手套、Kinect和Leap Motion等應用在機械臂裝置上，實現多功能的生活服務裝置，其中Leap Motion體感控制器于2013年上市，通過兩個攝像頭捕捉經紅外線LED照亮的手部影像，經三角測量算出在空間中的相對位置。如西南科技大學設計了一種基于Leap Motion的手勢控制四旋翼飛行器(CN201820011261.7)，通過四旋翼飛行器、上位機控制器和Leap Motion控制器配合操作，改變四旋翼飛行器的飛行姿態，可以簡化現有調整飛行器飛行姿勢的操作方式，簡單方便靈活，同時還能夠使飛行器和人之間具有良好的交互。因此，有必要設計并研發出一種機械臂以及利用手勢控制該機械臂的裝置，靈活多向移動，在實驗室中方便學生用于進一步研究機械臂抓取準確度和人機交互靈敏度，未來可為應用于智能護工、遠程排爆以及醫療生活等領域提供研究基礎。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種機械臂以及利用手勢控制該機械臂的裝置，解決了現有機械臂移動方向單一、組裝復雜的問題。

本實用新型提供一種機械臂，包括移動車體、固定座和機械臂本體，其中機械臂本體通過固定座安裝在移動車體上，所述機械臂本體包括底座、大臂、小臂、手腕、臂爪以及控制其活動的舵機組，所述移動車體包括底盤、底盤上裝有電源，底盤后端兩側各設有主動轉輪，前端兩側設有從動轉輪，底盤側面通過支撐軸固定若干個支撐轉輪，同側的主動轉輪、從動轉輪和若干個支撐轉輪上套有傳動帶，使傳動帶成倒梯形，主動轉輪通過旋轉軸和電機連接，電機和舵機組分別與電源連接。

優選地，舵機組分別為第一舵機、第二舵機、第三舵機、第四舵機和第五舵機，第一舵機和底座連接，用于控制底座旋轉運動；第二舵機和大臂連接，用于控制大臂左右運動，第三舵機和小臂連接，用于控制小臂上下運動；第四舵機和手腕連接，用于控制手腕旋轉；第五舵機和臂爪連接，用于控制臂爪的張開和閉合。

優選地，支撐軸還設有減震彈簧。

優選地，電機為雙向旋轉電機，型號為XD-37GB520。

另一方面還提供了一種利用手勢控制機械臂的裝置，除上述的一種機械臂，還包括電機驅動模塊L298N、ESP8266傳感芯片、ZigBee電路板、Arduino MEGA主控板、Leapmotion控制器和電腦終端，L298N電機驅動模塊、ESP8266傳感芯片、ZigBee電路板和Arduino MEGA主控板設于底盤下方，其中電腦終端和Leap motion控制器連接，ArduinoMEGA主控板通過ZigBee電路板將信號無線發送到電腦終端，Arduino MEGA主控板分別與ESP8266傳感芯片和L298N電機驅動模塊連接，L298N電機驅動模塊和電機連接，ArduinoMEGA主控板和舵機組連接。

優選地，還包括設置在底盤上方的樹莓派擴展板、攝像頭和溫濕度傳感器。