[实用新型]基于头部动作的目标物体自动夹持系统

权利要求书

1.一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，包括有机械手本体与控制模块，其特征在于：

所述的控制模块中的头部动作信息测量模块采集头部动作信息，所述的机械手本体中的摄像头与测距传感器对目标物体进行识别，控制模块中的中央处理器控制机械手本体夹持目标物体；

所述的机械手本体包括有支座模块、动力模块、手臂模块和夹持模块；所述的动力模块和手臂模块固定在支座模块上，夹持模块安装于手臂模块的端部，动力模块驱动手臂模块进行旋转，夹持模块夹持目标物体。

2.如权利要求1所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的支座模块由底座部分（1）和脚轮支架（2）组成，脚轮支架（2）固定在底座部分（1）的上表面，脚轮支架（2）的上端安装有手臂模块。

3.如权利要求1所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的动力模块由同步轮A（3）、同步轮B（4）、同步带（5）和电机（6）组成，所述的电机（6）通过同步轮B（4）和同步带（5）带动同步轮A（3）旋转，脚轮支架（2）安装在同步轮A（3）上，跟随同步轮A（3）一起旋转。

4.如权利要求1所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的手臂模块由大臂（7）和小臂（15）组成，其中大臂（7）的一个端部与脚轮支架（2）铰接，大臂（7）的另一端与小臂（15）的一个端部铰接，在小臂（15）的另一个端部固定有夹持模块；

所述的手臂模块的大臂（7）由微动电动推杆A（8）驱动，所述的手臂模块的小臂（15）由微动电动推杆B（9）驱动；

在大臂（7）和脚轮支架（2）的铰接处安装有码盘B（14），码盘B（14）测量大臂（7）的转动角度；在大臂（7）和小臂（15）的铰接处安装有码盘A（13），码盘A（13）测量小臂（15）的转动角度。

5.如权利要求1所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的夹持模块由夹持机构（10）、旋转螺杆（11）和蜗杆减速电机（12）组成，蜗杆减速电机（12）安装在小臂（15）的前端，驱动夹持机构（10）整体进行旋转；

夹持机构（10）上的手指A（101）和手指B（102）与旋转螺杆（11）反向螺纹连接，并由旋转螺杆（11）内部自带电机驱动沿旋转螺杆（11）轴向做相背或相向开合平移，对目标物体进行夹持；

旋转螺杆（11）和蜗杆减速电机（12）上装有霍尔元件与电流传感器，霍尔元件与电流传感器检测夹持机构（10）的开合程度；

夹持机构（10）的前端安装有摄像头与测距传感器，摄像头捕捉目标物体的轮廓信息，测距传感器测量夹持机构（10）与目标物体之间的距离。

6.如权利要求1所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的控制模块包括有中央处理器、头部动作信息测量模块、无线发射模块和无线接收模块；

所述的头部动作信息测量模块为安装在头盔上的六自由度惯性测量单元，包括有加速度传感器和陀螺仪，检测人体头部的动作信息。

7.如权利要求6所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的无线发射模块安装在头盔上，将头部动作信息测量模块测得的头部动作信息发送至安装在机械手本体上的无线接收模块，无线接收模块将该信息传送至中央处理器，中央处理器对头部动作信息、霍尔元件与电流传感器测得的夹持机构（10）的开合程度信号、码盘A（13）和码盘B（14）测得的大臂（7）和小臂（15）转动角度信息进行处理，并输出信号到电机（6）、微动电动推杆A（8）、微动电动推杆B（9）、蜗杆减速电机（12）和旋转螺杆（11），进而驱动大臂（7）、小臂（15）和夹持机构（10）的动作。

8.如权利要求6所述的一种基于头部动作的目标物体自动夹持系统，其特征在于：

所述的控制模块还包括有数字滤波模块，对头部动作信息测量模块测得的头部动作信息进行滤波。