[发明专利]一种面向软体机器人的可穿戴控制设备及其使用方法

说明书

本发明公开了一种面向软体机器人的可穿戴控制设备及其使用方法，涉及软体机器人驱动技术领域。该可穿戴控制设备，包括手套主体、设于手套主体的五个手指指部；手套主体上至少3个手指指部关节部位安装有弯曲传感装置，各个弯曲传感装置通过导线与微控制器电信号连接；弯曲传感装置包括三层velostat材料片组成的压敏传感器、柔性电子材料层以及硅胶保护层，柔性电子材料层通过导线与微控制器电信号连接。本发明通过多个手指指部关节部设置多个弯曲传感装置采集多个手指弯曲数据，并综合多个手指弯曲数据获取软体机器人对应的弯曲角度及方向，从而提高对软体机器人的控制精度和多样度，实现对软体机器人复杂检测环境下的精确控制。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，特别涉及一种面向软体机器人的可穿戴控制设备及其使用方法。

背景技术

现在随着人们生活水平提高，生活节奏变快，人们的饮食问题也日渐突出，肠道疾病发病率与过去相比有明显升高，这给相关疾病的检测造成了不小的压力。普通的肠镜检查是由医生手持操作进入肠道，在进入人体内部复杂多变的环境后，会过度依赖单一的进出类型操作，对于仪器在肠道弯曲部位的运动，不能够灵活的避开肠壁，易对肠壁造成伤害，显然，检测肠道疾病所使用的传统检测仪器在检测过程中会给患者造成不必要的痛苦或损伤，

软体机器人技术在医学检查方面的派生技术为内窥镜软体机器人，软体机器人具有传统刚性机器人无法实现的能力，与现有传统刚性机器人相比，软体机器人在灵活性、适应性和安全性方面具有巨大优势。其中，在把气动控制系统运用在软体机器人上的软体机器人称为气动软体机器人。现有基于手势控制气动机器人的技术通过使用各种类型的传感接收装置接收操作者的运动变化，经过一系列的信息转化和传输最后借助硅胶软管远程输送气体传动，从而控制末端软体执行机构做出相应动作。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

目前应用在肠镜上面的气动软体机器人末端材料为易变形的软体，且软体内部仅有单个气腔体，现有基于手势控制气动软体机器人的控制设备仅能够对气动软体机器人下达简单的弯曲和直行指令，无法适应较为复杂的检测环境。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种面向软体机器人的可穿戴控制设备及其使用方法。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种面向软体机器人的可穿戴控制设备，应用于气动软体机器人，其特征在于，包括手套主体、设于所述手套主体的五个手指指部；

所述手套主体上至少3个手指指部关节部位安装有弯曲传感装置，各个弯曲传感装置通过导线与微控制器电信号连接，所述微控制器用于实时接收各个弯曲传感装置发送的各个手指弯曲变化数据，并将各个手指弯曲变化数据根据预设算法计算为所述气动软体机器人内各气腔对应的气压变化数据，并将各气压变化数据发送至所述气动软体机器人，由所述气动软体机器人根据各气压变化数据改变各气腔对应的气压数值来控制气动软体机器人的弯曲方向及角度，所述手指指部的数量与所述气动软体机器人内气腔的数量相匹配；

所述弯曲传感装置包括三层velostat材料片组成的压敏传感器、设于所述压敏传感器上下外表面的柔性电子材料层以及设于所述柔性电子材料层上下外表面的硅胶保护层，所述柔性电子材料层通过导线与所述微控制器电信号连接。

优选的，所述手套主体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。

优选的，对于每个安装有弯曲传感装置的手指指部，所述手指指部的关节部位周侧对称设有至少4个弯曲传感装置。

优选的，所述手套主体的材料为天然橡胶，且所述手套主体内表面均匀分布有微孔吸盘。

优选的，所述微控制器还与显示装置电信号连接，此时，所述微控制器还用于根据各个手指弯曲数据实时计算所述气动软体机器人对应的预期运行路径，并将所述预期运行路径显示于所述显示装置。