[发明专利]一种多维力检测人机交互手柄及助力手推车

说明书

本发明公开了一种多维力检测人机交互手柄及助力手推车，手柄包括手柄主体和压力传感器。手柄主体与手柄端部通过拉压力传感器连接，在手柄主体的外侧均布安装有多个薄膜压力传感器，安全保护件穿过手柄主体和手柄端部装配孔槽完成装配，在手柄和手柄端部上套有橡胶套。手柄可感知多维力，利用拉压力传感器感知手柄轴向所受力的大小和方向，多个薄膜压力传感器全面感知径向的压力信息；安全保护件保证拉压力传感器不受径向扭矩或弯矩的影响，防止传感器损坏并保证传感器的精度。助力手推车包括车体，车体上设有连接杆，在连接杆上安装有手柄。助力手推车根据手柄感知的多维力改变控制方式和控制策略，保持人车协同的稳定状态。

技术领域

本发明涉及助力手推车技术领域，特别是指一种多维力检测人机交互手柄及助力手推车。

背景技术

推车在人类的日常生活中一直发挥着重要的作用，而且随着人类需求的不断提升和技术的进步，传统的推车已经难以满足使用需求。自进入电气时代以来，电动助力领域一直在发展，深入到了生产生活乃至军事的各个领域。助力手推车以人手为直接操控主体，有较高的灵活性和较高的反应速度，在运输任务中可以实现更为灵巧和更有技术性的操作。

现有的电动助力运载设备，人机交互方式不友好、助力效果差。多数情况下，由于速度控制系统的简陋，通常具有握把刹车费力、车把扭动调速性能差、转弯极其费力等问题。总的来说，无法实现稳定的助力运载，反而会增大操纵者的负担。

公开号为CN113485521A的专利提出一种可实现六维力测量及运动状态测量的操控手柄。该手柄使用一个陀螺仪姿态传感器和六个拉压力传感器，可对人手施加在手柄上的力与运动情况进行实时测量。但该手柄结构复杂、制作难度高、拉压力传感器数量多、成本高、性能冗余，不适用于助力手推车的人机交互。

授权号为CN206552084U的专利提出了一种机械手推车，手推车上安装了拉压力传感器连接的手柄，可以通过使用者输入力的大小控制手推车电机速度，但该专利中仅实现一维方向上的力信息获取。仅提出手柄概念，并没有针对手柄结构进行进一步设计和说明。

发明内容

本发明提供了一种多维力检测人机交互手柄及助力手推车，现有的交互手柄具有以下问题，结构复杂、成本高且信号参数冗余；或结构简单，无法获取多维力信息，不能满足助力手推车人机交互需求。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一方面，本发明实施例提供一种多维力检测人机交互手柄，包括手柄主体和手柄端部，所述手柄主体与所述手柄端部通过拉压力传感器连接，在所述手柄主体的外侧均布安装有多个薄膜压力传感器，在所述手柄主体远离所述手柄端部的一端安装有安全保护件。

优选地，在所述手柄主体和所述手柄端部上设有对应的装配孔槽，所述安全保护件同时插入所述对应的装配孔槽完成装配。

优选地，所述安全保护件包括多个细长杆，多个细长杆的一端由多个有间隔的连接板来连接固定，另一端插入所述装配孔槽内。

优选地，所述人机交互手柄还包括套设在所述手柄端部上的端部橡胶套和套设在所述手柄主体与所述安全保护件上的手柄橡胶套。

优选地，所述手柄橡胶套的内侧结构与所述手柄主体的外侧结构相适配，所述薄膜压力传感器的上下表面分别贴合所述手柄橡胶套的内侧与所述手柄主体的外侧。

优选地，在所述手柄主体的外侧均布安装有四个薄膜压力传感器。

优选地，在所述手柄主体外侧均布设置有装配槽，在所述装配槽内安装有薄膜压力传感器。

优选地，在所述手柄主体上位于所述装配槽处设有数据线通道。

优选地，在所述手柄主体上设置有螺纹孔，所述手柄主体上的螺纹孔与拉压力传感器的螺纹连接；