[發(fā)明專利]一種用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010818848.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN112043388B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李淼;鄧旭畑;鄧智峰;雷自偉;肖曉暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B34/35
• 分類號(hào): A61B34/35
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：包括控制模塊、觸控筆和觸控平臺(tái)，所述觸控筆包括一個(gè)筆尖和用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其姿態(tài)的姿態(tài)傳感器，所述觸控平臺(tái)至少包括一個(gè)識(shí)別層、一個(gè)支撐層和一個(gè)相機(jī)，所述識(shí)別層采用在軟質(zhì)材料上標(biāo)記規(guī)則網(wǎng)格的方式制成，所述支撐層用于支撐識(shí)別層，為硬質(zhì)透明層，所述相機(jī)安裝于支撐層下方，所述相機(jī)和姿態(tài)傳感器均與控制模塊相連；當(dāng)筆尖接觸識(shí)別層時(shí)，識(shí)別層相應(yīng)區(qū)域的網(wǎng)格會(huì)發(fā)生變形，所述控制模塊通過(guò)相機(jī)捕捉到網(wǎng)格的變化，采用視覺識(shí)別技術(shù)處理網(wǎng)格的變形信號(hào)，從而識(shí)別筆尖與識(shí)別層的接觸力大小和接觸位置，并結(jié)合觸控筆的姿態(tài)進(jìn)行人機(jī)交互；

所述觸控筆的筆尖設(shè)有發(fā)光元件，觸控筆內(nèi)設(shè)有用于控制發(fā)光元件是否發(fā)光的發(fā)光控制器，當(dāng)筆尖接觸識(shí)別層時(shí)，控制模塊通過(guò)相機(jī)捕捉到接觸壓力信號(hào)，且通過(guò)姿態(tài)傳感器獲取姿態(tài)信號(hào)，即馬上發(fā)出動(dòng)作信號(hào)給發(fā)光控制器，發(fā)光控制器控制打開發(fā)光元件，通過(guò)相機(jī)捕捉發(fā)光元件來(lái)對(duì)筆尖與識(shí)別層接觸位置進(jìn)行精確識(shí)別；

所述識(shí)別層包括標(biāo)記層和位于標(biāo)記層下方的軟質(zhì)透明層，所述網(wǎng)格采用轉(zhuǎn)印的方式刻畫在標(biāo)記層下表面，標(biāo)記層采用接觸式安裝在軟質(zhì)透明層上，軟質(zhì)透明層安裝在支撐層上；

所述網(wǎng)格轉(zhuǎn)印的方法如下：

在一張光潔的紙上平鋪一層轉(zhuǎn)印紙，在轉(zhuǎn)印紙上用筆繪畫出規(guī)則的網(wǎng)格線，繪畫完成后揭開轉(zhuǎn)印紙，下層紙張上留下網(wǎng)格線的油墨痕跡，在硅膠的表面涂敷轉(zhuǎn)印膏后，將留有油墨痕跡的紙面輕蓋于硅膠表面，并對(duì)整個(gè)紙張背面輕微按壓，揭開紙張后即在硅膠層上留下轉(zhuǎn)印的網(wǎng)格。

2.如權(quán)利要求1所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述標(biāo)記層采用硅膠材料制成，所述軟質(zhì)透明層采用透明硅膠材料制成。

3.如權(quán)利要求1所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述觸控筆包括筆體外殼，所述筆體外殼一端為與筆桿圓柱半徑相等的半球體，形成筆尖，筆體外殼外側(cè)板設(shè)有控制是否供電的電源開關(guān)。

4.如權(quán)利要求1所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述發(fā)光元件為發(fā)有色光的LED芯片。

5.如權(quán)利要求1所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述姿態(tài)傳感器為設(shè)于觸控筆內(nèi)的IMU模塊。

6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述觸控平臺(tái)還包括一個(gè)頂部開口的箱體外殼，所述硬質(zhì)透明層安裝在箱體外殼的頂部開口上，所述相機(jī)安裝在箱體外殼內(nèi)底部，箱體外殼內(nèi)還設(shè)有多個(gè)便于相機(jī)識(shí)別的補(bǔ)光燈。

7.如權(quán)利要求6所述用于醫(yī)療遙操作的觸覺人機(jī)交互裝置，其特征在于：所述硬質(zhì)透明層為透明亞克力板，所述透明亞克力板通過(guò)螺釘固定在箱體外殼上。