用于单臂活动装置运动的感应系统 |
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| 申请号 | CN201710374034.0 | 申请日 | 2017-05-24 | 公开(公告)号 | CN107186735A | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 成都跟驰科技有限公司; | 发明人 | 陈拙夫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了用于单臂活动装置运动的感应系统，包括握柄和设置于握柄外侧的握纹；第一三轴 加速 度 传感器 、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器、控制装置和 压 力 传感器 设置在护壁内；所述第一三轴加速度传感器设置于护壁的内顶部；所述第二三轴加速度传感器设置在护壁中部；所述第三三轴加速度传感器设置于护壁的内底部；所述控制装置设置于第一三轴加速度传感器和第二三轴加速度传感器之间；所述控制装置根据第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器和 压力传感器 检测的信息控制单臂活动装置运动。本发明用于单臂活动装置运动的感应系统，实现了操作人员对单臂活动装置的远程操作，避免了操作人员发生危险。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于单臂活动装置运动的感应系统，其特征在于，包括握柄(1)和设置于握柄外侧的握纹(2)；所述握柄(1)包括护壁(11)、第一三轴加速度传感器(12)、第二三轴加速度传感器(13)、第三三轴加速度传感器(14)、控制装置(15)和压力传感器(16)；所述第一三轴加速度传感器(12)、第二三轴加速度传感器(13)、第三三轴加速度传感器(14)、控制装置(15)和压力传感器(16)设置在护壁(11)内；所述第一三轴加速度传感器(12)设置于护壁(11)的内顶部；所述第二三轴加速度传感器(13)设置在护壁(11)中部；所述第三三轴加速度传感器(14)设置于护壁(11)的内底部；所述控制装置(15)设置于第一三轴加速度传感器(12)和第二三轴加速度传感器(13)之间；所述压力传感器(16)设置于握纹(2)上；所述第二三轴加速度传感器(13)与压力传感器(16)位于同一水平面上；所述第一三轴加速度传感器(12)、第二三轴加速度传感器(13)、第三三轴加速度传感器(14)和压力传感器(16)均电连接于控制装置(15)；所述控制装置(15)根据第一三轴加速度传感器(12)、第二三轴加速度传感器(13)、第三三轴加速度传感器(14)和压力传感器(16)检测的信息控制单臂活动装置运动。 |
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| 说明书全文 | 用于单臂活动装置运动的感应系统技术领域[0001] 本发明涉及机械控制，具体涉及用于单臂活动装置运动的感应系统。 背景技术[0002] 单臂活动装置是目前机械领域应用最广的设备之一，单臂活动装置可以通过模仿人类手臂的动作完成许多工作。比如目前工程方面使用的挖掘机和吊车，工业生产上使用的机械臂等。从近几年机械的发展来看，单臂活动装置可以完成的活动越来越多，而同时单臂活动装置所工作的环境也越来越复杂。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是目前单臂活动装置的操作人员位于装置处进行操作时，往往有比较大的危险，目的在于提供用于单臂活动装置运动的感应系统，解决上述问题。 [0005] 本发明通过下述技术方案实现： [0006] 用于单臂活动装置运动的感应系统，包括握柄和设置于握柄外侧的握纹；所述握柄包括护壁、第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器、控制装置和压力传感器；所述第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器、控制装置和压力传感器设置在护壁内；所述第一三轴加速度传感器设置于护壁的内顶部；所述第二三轴加速度传感器设置在护壁中部；所述第三三轴加速度传感器设置于护壁的内底部；所述控制装置设置于第一三轴加速度传感器和第二三轴加速度传感器之间；所述压力传感器设置于握纹上；所述第二三轴加速度传感器与压力传感器位于同一水平面上；所述第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器和压力传感器均电连接于控制装置；所述控制装置根据第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器和压力传感器检测的信息控制单臂活动装置运动。 [0007] 现有技术中，单臂活动装置都采用现场操作的方式，以挖掘机为例，需要操作人员在驾驶室内对挖掘机进行操作，当挖掘机因配重等原因发生侧翻或者工程现场发生垮塌时，操作人员的生命安全就无法得到保障。本发明应用时，控制装置根据第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器、第三三轴加速度传感器和压力传感器检测的信息控制单臂活动装置运动，由于第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器和第三三轴加速度传感器所处位置不同，所以控制装置可以根据上述三个三轴加速度传感器采集的数据判断握柄的运动状态，如：当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以水平横向、水平纵向和垂直方向三个方向的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器采集的加速度大于第二三轴加速度传感器，且第一三轴加速度传感器采集的加速度与第三三轴加速度传感器相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转和垂直纵向旋转的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器采集的加速度大于第二三轴加速度传感器，且第一三轴加速度传感器采集的加速度与第三三轴加速度传感器不同时，即认为握柄发生掉落，则停止控制单臂活动装置运动。本发明通过在握柄设置第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器和第三三轴加速度传感器，实现了操作人员对单臂活动装置的远程操作，避免了操作人员发生危险。 [0008] 进一步的，所述控制装置包括：用于根据第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器和第三三轴加速度传感器检测到位移的不同判断握柄旋转角度的判断模块；用于根据第二三轴加速度传感器检测到的位移和判断模块判断出的握柄旋转角度发出控制指令的中央处理器；用于将中央处理器的控制指令发送至单臂活动装置的无线通信模块。 [0009] 本发明应用时，控制方式采用：当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以水平横向、水平纵向和垂直方向三个方向的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器采集的加速度大于第二三轴加速度传感器，且第一三轴加速度传感器采集的加速度与第三三轴加速度传感器相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转和垂直纵向旋转的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器采集的加速度大于第二三轴加速度传感器，且第一三轴加速度传感器采集的加速度与第三三轴加速度传感器不同时，即认为握柄发生掉落，则停止控制单臂活动装置运动。以挖掘机为例：挖掘机工作时需要控制的部件为铲斗、斗杆、动臂和上部车体；当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以垂直方向的位移控制铲斗，控制方式为向上位移时，张开挖斗，向下位移时，打开挖斗；以水平纵向的位移控制动臂的运动，定义为向前位移时，降动臂，向后位移时，升动臂；以水平横向的位移控制斗杆的运动，定义为向左位移时，打开斗杆，向右位移时，收起斗杆；当第一三轴加速度传感器采集的加速度大于第二三轴加速度传感器，且第一三轴加速度传感器采集的加速度与第三三轴加速度传感器相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转控制上部车体的运动，定义为向左旋转时，上部车体向左旋转，向右旋转时，上部车体向右旋转。同时，无线通信模块将中央处理器的控制指令发送至单臂活动装置，实现了本发明对单臂活动装置的远程控制。 [0011] 本发明应用时，当压力传感器检测到的压力信号小于阈值，即认为操作人员已离开握柄，则停止发出控制指令，使得本发明在使用时不会发生误操作，使用更加安全。 [0012] 再进一步的，本发明还包括显示装置；所述显示装置安装于握柄顶部；所述无线通信模块还用于接收单臂活动装置处的图像信号并通过显示装置显示出来。 [0013] 本发明应用时，显示装置将单臂活动装置的活动状态显示出来，使得本发明对单臂活动装置的远程操作更加方便。 [0014] 进一步的，所述握柄还包括锂电池和充电插槽；所述锂电池设置于护壁内部且位于第二三轴加速度传感器和第三三轴加速度传感器之间；所述充电插槽设置于护壁上并贯通护壁且电连接于锂电池。 [0015] 本发明应用时，发明人在实践过程中发现，当握柄采用轻便材料时，锂电池的重量占了整个发明重量的50％以上，如果锂电池设置于护壁上部，根据压杆稳定原理，使用起来会加重操作人员疲劳，而本发明将锂电池设置于护壁下部，锂电池起到配重的作用，使得使用起来更加省力。 [0016] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： [0017] 1、本发明用于单臂活动装置运动的感应系统，通过在握柄设置第一三轴加速度传感器、第二三轴加速度传感器和第三三轴加速度传感器，实现了操作人员对单臂活动装置的远程操作，避免了操作人员发生危险； [0018] 2、本发明用于单臂活动装置运动的感应系统，显示装置将单臂活动装置的活动状态显示出来，使得本发明对单臂活动装置的远程操作更加方便； [0019] 3、本发明用于单臂活动装置运动的感应系统，当压力传感器检测到的压力信号小于阈值，即认为操作人员已离开握柄，则停止发出控制指令，使得本发明在使用时不会发生误操作，使用更加安全； [0022] 图1为本发明结构示意图； [0023] 图2为本发明握柄结构示意图； [0024] 图3为本发明系统结构示意图。 [0025] 附图中标记及对应的零部件名称： [0026] 1-握柄，2-握纹，3-显示装置，11-护壁，12-第一三轴加速度传感器，13-第二三轴加速度传感器，14-第三三轴加速度传感器，15-控制装置，16-压力传感器，17-锂电池，18-充电插槽。 具体实施方式[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 [0028] 实施例1 [0029] 如图1和图2所示，本发明用于单臂活动装置运动的感应系统，其特征在于，包括握柄1和设置于握柄外侧的握纹2；所述握柄1包括护壁11、第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13、第三三轴加速度传感器14、控制装置15和压力传感器16；所述第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13、第三三轴加速度传感器14、控制装置15和压力传感器16设置在护壁11内；所述第一三轴加速度传感器12设置于护壁11的内顶部；所述第二三轴加速度传感器13设置在护壁11中部；所述第三三轴加速度传感器14设置于护壁11的内底部；所述控制装置15设置于第一三轴加速度传感器12和第二三轴加速度传感器13之间；所述压力传感器16设置于握纹2上；所述第二三轴加速度传感器13与压力传感器16位于同一水平面上；所述第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13、第三三轴加速度传感器14和压力传感器16均电连接于控制装置15；所述控制装置15根据第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13、第三三轴加速度传感器14和压力传感器16检测的信息控制单臂活动装置运动。 [0030] 本实施例实施时，控制装置15根据第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13、第三三轴加速度传感器14和压力传感器16检测的信息控制单臂活动装置运动，由于第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13和第三三轴加速度传感器14所处位置不同，所以控制装置15可以根据上述三个三轴加速度传感器采集的数据判断握柄的运动状态，如：当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以水平横向、水平纵向和垂直方向三个方向的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器12采集的加速度大于第二三轴加速度传感器13，且第一三轴加速度传感器12采集的加速度与第三三轴加速度传感器14相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转和垂直纵向旋转的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器12采集的加速度大于第二三轴加速度传感器13，且第一三轴加速度传感器12采集的加速度与第三三轴加速度传感器14不同时，即认为握柄发生掉落，则停止控制单臂活动装置运动。本发明通过在握柄设置第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13和第三三轴加速度传感器14，实现了操作人员对单臂活动装置的远程操作，避免了操作人员发生危险。 [0031] 实施例2 [0032] 如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，所述控制装置15包括：用于根据第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13和第三三轴加速度传感器14检测到位移的不同判断握柄1旋转角度的判断模块；用于根据第二三轴加速度传感器13检测到的位移和判断模块判断出的握柄1旋转角度发出控制指令的中央处理器；用于将中央处理器的控制指令发送至单臂活动装置的无线通信模块。 [0033] 本实施例实施时，第一三轴加速度传感器12、第二三轴加速度传感器13和第三三轴加速度传感器14优选为ADXL335；判断模块优选为ODROID XU4；无线通信模块优选为YJ-43L，中央处理器优选为Cortex-A7，控制方式采用：当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以水平横向、水平纵向和垂直方向三个方向的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器12采集的加速度大于第二三轴加速度传感器13，且第一三轴加速度传感器12采集的加速度与第三三轴加速度传感器14相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转和垂直纵向旋转的位移来控制单臂活动装置运动；当第一三轴加速度传感器12采集的加速度大于第二三轴加速度传感器13，且第一三轴加速度传感器12采集的加速度与第三三轴加速度传感器14不同时，即认为握柄发生掉落，则停止控制单臂活动装置运动。以挖掘机为例：挖掘机工作时需要控制的部件为铲斗、斗杆、动臂和上部车体；当三个三轴加速度传感器采集到的数据相同，即认为握柄没有发生旋转，则以垂直方向的位移控制铲斗，控制方式为向上位移时，张开挖斗，向下位移时，打开挖斗；以水平纵向的位移控制动臂的运动，定义为向前位移时，降动臂，向后位移时，升动臂；以水平横向的位移控制斗杆的运动，定义为向左位移时，打开斗杆，向右位移时，收起斗杆；当第一三轴加速度传感器采集的加速度12大于第二三轴加速度传感器13，且第一三轴加速度传感器12采集的加速度与第三三轴加速度传感器14相同，即认为握柄发生旋转，则以垂直横向旋转控制上部车体的运动，定义为向左旋转时，上部车体向左旋转，向右旋转时，上部车体向右旋转。同时，无线通信模块将中央处理器的控制指令发送至单臂活动装置，实现了本发明对单臂活动装置的远程控制。 [0034] 实施例3 [0035] 如图3所示，本实施例在实施例2的基础上，所述中央处理器还用于在压力传感器16检测到的压力信号小于阈值时停止发出控制指令。 [0036] 本实施例实施时，压力传感器16优选为FC20A；当压力传感器16检测到的压力信号小于阈值，即认为操作人员已离开握柄，则停止发出控制指令，使得本发明在使用时不会发生误操作，使用更加安全。 [0037] 实施例4 [0038] 如图1和图3所示，本实施例在实施例2的基础上，还包括显示装置3；所述显示装置3安装于握柄1顶部；所述无线通信模块还用于接收单臂活动装置处的图像信号并通过显示装置3显示出来。 [0039] 本实施例实施时，显示装置3将单臂活动装置的活动状态显示出来，使得本发明对单臂活动装置的远程操作更加方便。 [0040] 实施例5 [0041] 如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，所述握柄1还包括锂电池17和充电插槽18；所述锂电池17设置于护壁11内部且位于第二三轴加速度传感器13和第三三轴加速度传感器14之间；所述充电插槽18设置于护壁11上并贯通护壁11且电连接于锂电池17。 [0042] 本实施例实施时，发明人在实践过程中发现，当握柄1采用轻便材料时，锂电池17的重量占了整个发明重量的50％以上，如果锂电池17设置于护壁11上部，根据压杆稳定原理，使用起来会加重操作人员疲劳，而本发明将锂电池17设置于护壁11下部，锂电池17起到配重的作用，使得使用起来更加省力。 [0043] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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