[實(shí)用新型]手臂屈伸位移傳感器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202222724671.5
• 申請(qǐng)日: 2022-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN219594602U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝海春;薛亞;姚其
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京鐘山虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/11
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/11;G06F3/01;G06M1/272
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王菊花;張康

本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及手臂屈伸位移傳感器系統(tǒng)，包括：第一緊固帶，被連接到手上臂位置；第二緊固帶，被連接到手腕位置；計(jì)數(shù)盒，連接到所述第一緊固帶，所述計(jì)數(shù)盒的內(nèi)部設(shè)有纏繞有拉繩的卷線盤(pán)，所述拉繩的第一端從所述計(jì)數(shù)盒的穿繩口穿出并連接到第二緊固帶。本實(shí)用新型根據(jù)手臂屈伸的動(dòng)作特征，建立手上臂、手腕兩處的錨點(diǎn)位置，通過(guò)對(duì)兩處錨點(diǎn)位置的相對(duì)位置變化進(jìn)行檢測(cè)，可表征手臂屈伸的程度、頻率、速度的運(yùn)動(dòng)特征，在兩個(gè)錨點(diǎn)位置設(shè)置可伸縮的拉繩，當(dāng)兩處錨點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，拉繩會(huì)相應(yīng)的伸縮，通過(guò)對(duì)拉繩伸縮的檢測(cè)，可獲取檢測(cè)周期內(nèi)拉繩的位移量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及手臂屈伸位移傳感器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生的虛擬世界，一般結(jié)合可穿戴設(shè)備使體驗(yàn)者沉浸到虛擬世界中，而連接現(xiàn)實(shí)和虛擬的途徑即使用穿戴設(shè)備采集現(xiàn)實(shí)中的行為復(fù)制到虛擬世界中。以藥品生產(chǎn)GMP虛擬實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)為例，使用Unity3D引擎對(duì)制藥、固體制劑的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)工藝進(jìn)行仿真模擬，以幫助制藥工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生完成在線的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，避免了實(shí)際前往藥廠實(shí)習(xí)的不變，而且通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的穿戴設(shè)備，例如手環(huán)、手柄等實(shí)現(xiàn)虛擬操作，操作片劑、軟膠囊劑、硬膠囊劑、顆粒劑等多種劑型的生產(chǎn)過(guò)程，借助文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、三維模型、音頻、視頻等形式，對(duì)制藥工藝、制藥設(shè)備(結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理等)、藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行講解、實(shí)際操作練習(xí)和在線考核。

現(xiàn)有的藥品生產(chǎn)GMP虛擬實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)中，對(duì)于實(shí)訓(xùn)人員的手部動(dòng)作，通常采用基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別的方式進(jìn)行圖像處理，并基于其在圖像中的位置變化進(jìn)行識(shí)別，結(jié)合相機(jī)的內(nèi)參和外參進(jìn)行地球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，從而獲得手部的實(shí)際位置，例如前進(jìn)或后退，以及移動(dòng)的距離。但這樣的識(shí)別手段對(duì)手臂和手部的識(shí)別精度要求高，而且容易受到周?chē)褪褂铆h(huán)境光線強(qiáng)度影響，導(dǎo)致識(shí)別率存在較大誤差。

在另一些現(xiàn)有的識(shí)別方式中，通過(guò)可穿戴的設(shè)備例如智能手套來(lái)進(jìn)行識(shí)別，在手套的手指上設(shè)置對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)記或者電路設(shè)計(jì)，由此識(shí)別手指的關(guān)節(jié)操作，但其無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)手部整體的移動(dòng)和位置變化的識(shí)別。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型第一方面提出一種技術(shù)方案，一種手臂屈伸位移傳感器系統(tǒng)，包括：

第一緊固帶，被連接到手上臂位置；

第二緊固帶，被連接到手腕位置；

計(jì)數(shù)盒，連接到所述第一緊固帶，所述計(jì)數(shù)盒的內(nèi)部設(shè)有纏繞有拉繩的卷線盤(pán)，所述拉繩的第一端從所述計(jì)數(shù)盒的穿繩口穿出并連接到第二緊固帶，所述卷線盤(pán)被設(shè)置成在自然狀態(tài)下具有收卷力，使拉繩有完全收卷到卷線盤(pán)外部的趨勢(shì)；

計(jì)數(shù)模塊，設(shè)置到所述計(jì)數(shù)盒內(nèi)，并用于采集所述拉繩相對(duì)于所述計(jì)數(shù)模塊發(fā)生的相對(duì)位移；

通訊模塊，與VR設(shè)備連接，用于將所述計(jì)數(shù)模塊所采集到的位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)絍R設(shè)備；

在使用過(guò)程中，定義拉繩在被拉出至預(yù)設(shè)長(zhǎng)度后的位置為零點(diǎn)位置，拉繩拉出計(jì)數(shù)盒方向?yàn)檎较颍K縮入計(jì)數(shù)盒的方向?yàn)榉捶较颍鲇?jì)數(shù)模塊被設(shè)置成自拉繩的零點(diǎn)位置經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)模塊后按照預(yù)設(shè)的采樣周期Tc持續(xù)的采集拉繩與計(jì)數(shù)模塊的相對(duì)位置，并按照預(yù)設(shè)的通訊周期Tx與VR設(shè)備通訊。

作為可選的方式，通訊周期Tx為采樣周期Tc的n倍，在第i個(gè)通訊周期Txi內(nèi)，VR設(shè)備接收到的位移量Xxi為n個(gè)采樣周期Tc內(nèi)所述計(jì)數(shù)模塊所采集到的n個(gè)位移量(Xc₁、Xc₂······Xc_n)之和。

作為可選的方式，通訊周期Tx的頻率是50-120Hz，所述采用周期Tc是通訊周期Tx的1-10倍。