[实用新型]一种机械臂以及利用手势控制该机械臂的装置

说明书

本实用新型公开了一种机械臂以及利用手势控制该机械臂的装置，其中机械臂包括移动车体、固定座和机械臂本体，机械臂本体包括底座、大臂、小臂、手腕、臂爪以及控制其活动的舵机组，移动车体包括底盘，底盘上装有电源，底盘后端两侧各设有主动转轮，前端两侧设有从动转轮，底盘侧面通过支撑轴固定若干个支撑转轮，同侧的主动转轮、从动转轮和若干个支撑转轮上套有传动带，使传动带成倒梯形，主动转轮通过旋转轴和电机连接，电机和舵机组分别与电源连接。本机械臂采用坦克型车体作为移动支撑台，便于多方向移动；采用舵机和手臂配合可多自由度抓取，结构易于组装，利用本机械臂可测试不同的功能模块，便于研究不同手势控制机械臂的准确度和灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及机械臂领域，尤其涉及一种机械臂以及利用手势控制该机械臂的装置。

背景技术

现有机械臂是一种自动化机械装置，应用在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域，种类众多但其成本昂贵，不适合教学及研究使用。传统的人机交互主要通过使用普通的摄像头等设备，对人类肢体拍摄二维图像再通过图像处理技术进行识别匹配。但随着体感控制器的迅速发展，可应用在生活服务机器上，通过将现有的体感设备如数据手套、Kinect和Leap Motion等应用在机械臂装置上，实现多功能的生活服务装置，其中Leap Motion体感控制器于2013年上市，通过两个摄像头捕捉经红外线LED照亮的手部影像，经三角测量算出在空间中的相对位置。如西南科技大学设计了一种基于Leap Motion的手势控制四旋翼飞行器(CN201820011261.7)，通过四旋翼飞行器、上位机控制器和Leap Motion控制器配合操作，改变四旋翼飞行器的飞行姿态，可以简化现有调整飞行器飞行姿势的操作方式，简单方便灵活，同时还能够使飞行器和人之间具有良好的交互。因此，有必要设计并研发出一种机械臂以及利用手势控制该机械臂的装置，灵活多向移动，在实验室中方便学生用于进一步研究机械臂抓取准确度和人机交互灵敏度，未来可为应用于智能护工、远程排爆以及医疗生活等领域提供研究基础。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种机械臂以及利用手势控制该机械臂的装置，解决了现有机械臂移动方向单一、组装复杂的问题。

本实用新型提供一种机械臂，包括移动车体、固定座和机械臂本体，其中机械臂本体通过固定座安装在移动车体上，所述机械臂本体包括底座、大臂、小臂、手腕、臂爪以及控制其活动的舵机组，所述移动车体包括底盘、底盘上装有电源，底盘后端两侧各设有主动转轮，前端两侧设有从动转轮，底盘侧面通过支撑轴固定若干个支撑转轮，同侧的主动转轮、从动转轮和若干个支撑转轮上套有传动带，使传动带成倒梯形，主动转轮通过旋转轴和电机连接，电机和舵机组分别与电源连接。

优选地，舵机组分别为第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机和第五舵机，第一舵机和底座连接，用于控制底座旋转运动；第二舵机和大臂连接，用于控制大臂左右运动，第三舵机和小臂连接，用于控制小臂上下运动；第四舵机和手腕连接，用于控制手腕旋转；第五舵机和臂爪连接，用于控制臂爪的张开和闭合。

优选地，支撑轴还设有减震弹簧。

优选地，电机为双向旋转电机，型号为XD-37GB520。

另一方面还提供了一种利用手势控制机械臂的装置，除上述的一种机械臂，还包括电机驱动模块L298N、ESP8266传感芯片、ZigBee电路板、Arduino MEGA主控板、Leapmotion控制器和电脑终端，L298N电机驱动模块、ESP8266传感芯片、ZigBee电路板和Arduino MEGA主控板设于底盘下方，其中电脑终端和Leap motion控制器连接，ArduinoMEGA主控板通过ZigBee电路板将信号无线发送到电脑终端，Arduino MEGA主控板分别与ESP8266传感芯片和L298N电机驱动模块连接，L298N电机驱动模块和电机连接，ArduinoMEGA主控板和舵机组连接。

优选地，还包括设置在底盘上方的树莓派扩展板、摄像头和温湿度传感器。