[發明專利]一種面向軟體機器人的可穿戴控制設備及其使用方法

在審

• 申請號: 202110239141.9
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112754401A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 李緣春;陳剛;張浩;余秉峰;劉寧博
• 申請（專利權）人: 嘉興學院;蘇州索亞機器人技術有限公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B1/01;A61B1/31
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張菊萍

本發明公開了一種面向軟體機器人的可穿戴控制設備及其使用方法，涉及軟體機器人驅動技術領域。該可穿戴控制設備，包括手套主體、設于手套主體的五個手指指部；手套主體上至少3個手指指部關節部位安裝有彎曲傳感裝置，各個彎曲傳感裝置通過導線與微控制器電信號連接；彎曲傳感裝置包括三層velostat材料片組成的壓敏傳感器、柔性電子材料層以及硅膠保護層，柔性電子材料層通過導線與微控制器電信號連接。本發明通過多個手指指部關節部設置多個彎曲傳感裝置采集多個手指彎曲數據，并綜合多個手指彎曲數據獲取軟體機器人對應的彎曲角度及方向，從而提高對軟體機器人的控制精度和多樣度，實現對軟體機器人復雜檢測環境下的精確控制。

技術領域

本發明涉及軟體機器人技術領域，特別涉及一種面向軟體機器人的可穿戴控制設備及其使用方法。

背景技術

現在隨著人們生活水平提高，生活節奏變快，人們的飲食問題也日漸突出，腸道疾病發病率與過去相比有明顯升高，這給相關疾病的檢測造成了不小的壓力。普通的腸鏡檢查是由醫生手持操作進入腸道，在進入人體內部復雜多變的環境后，會過度依賴單一的進出類型操作，對于儀器在腸道彎曲部位的運動，不能夠靈活的避開腸壁，易對腸壁造成傷害，顯然，檢測腸道疾病所使用的傳統檢測儀器在檢測過程中會給患者造成不必要的痛苦或損傷，

軟體機器人技術在醫學檢查方面的派生技術為內窺鏡軟體機器人，軟體機器人具有傳統剛性機器人無法實現的能力，與現有傳統剛性機器人相比，軟體機器人在靈活性、適應性和安全性方面具有巨大優勢。其中，在把氣動控制系統運用在軟體機器人上的軟體機器人稱為氣動軟體機器人。現有基于手勢控制氣動機器人的技術通過使用各種類型的傳感接收裝置接收操作者的運動變化，經過一系列的信息轉化和傳輸最后借助硅膠軟管遠程輸送氣體傳動，從而控制末端軟體執行機構做出相應動作。

在實現本發明的過程中，發明人發現相關技術至少存在以下問題：

目前應用在腸鏡上面的氣動軟體機器人末端材料為易變形的軟體，且軟體內部僅有單個氣腔體，現有基于手勢控制氣動軟體機器人的控制設備僅能夠對氣動軟體機器人下達簡單的彎曲和直行指令，無法適應較為復雜的檢測環境。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種面向軟體機器人的可穿戴控制設備及其使用方法。

根據本發明實施例的第一個方面，提供一種面向軟體機器人的可穿戴控制設備，應用于氣動軟體機器人，其特征在于，包括手套主體、設于所述手套主體的五個手指指部；

所述手套主體上至少3個手指指部關節部位安裝有彎曲傳感裝置，各個彎曲傳感裝置通過導線與微控制器電信號連接，所述微控制器用于實時接收各個彎曲傳感裝置發送的各個手指彎曲變化數據，并將各個手指彎曲變化數據根據預設算法計算為所述氣動軟體機器人內各氣腔對應的氣壓變化數據，并將各氣壓變化數據發送至所述氣動軟體機器人，由所述氣動軟體機器人根據各氣壓變化數據改變各氣腔對應的氣壓數值來控制氣動軟體機器人的彎曲方向及角度，所述手指指部的數量與所述氣動軟體機器人內氣腔的數量相匹配；

所述彎曲傳感裝置包括三層velostat材料片組成的壓敏傳感器、設于所述壓敏傳感器上下外表面的柔性電子材料層以及設于所述柔性電子材料層上下外表面的硅膠保護層，所述柔性電子材料層通過導線與所述微控制器電信號連接。

優選的，所述手套主體上的手指指部位置至少包括拇指指部、食指指部和中指指部。

優選的，對于每個安裝有彎曲傳感裝置的手指指部，所述手指指部的關節部位周側對稱設有至少4個彎曲傳感裝置。

優選的，所述手套主體的材料為天然橡膠，且所述手套主體內表面均勻分布有微孔吸盤。

優選的，所述微控制器還與顯示裝置電信號連接，此時，所述微控制器還用于根據各個手指彎曲數據實時計算所述氣動軟體機器人對應的預期運行路徑，并將所述預期運行路徑顯示于所述顯示裝置。