[发明专利]一种引导人类上肢运动的穿戴式交互设备

权利要求书

1.一种引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，包括：MEMS传感器、MCU控制模块、振动电机模块和上位机虚拟环境；

所述MEMS传感器用于采集人体上肢运动信息，并将所述人体上肢运动信息发送到所述MCU控制模块；

所述MCU控制模块用于接收所述人体上肢运动信息，并将所述人体上肢运动信息发送到所述上位机虚拟环境；

所述上位机虚拟环境用于接收所述人体上肢运动信息，并根据所述人体上肢运动信息生成触觉编码指令，将所述触觉编码指令发送到所述MCU控制模块；

所述振动电机模块用于接收所述MCU控制模块发送的触觉编码指令，根据所述触觉编码指令进行振动，引导人体上肢运动；

所述上位机虚拟环境接收主端人员的人体上肢运动信息和从端人员的人体上肢运动信息；

主端人员的人体上肢运动信息和从端人员的人体上肢运动信息包括左臂的运动信息和右臂的运动信息；所述左臂的运动信息和所述右臂的运动信息均包括腕关节点坐标、肘关节点坐标和肩关节点坐标；用肘关节点坐标指向腕关节点坐标的相对向量表示小臂的相对向量，用肩关节点坐标指向肘关节点坐标的相对向量表示大臂的相对向量；

所述上位机虚拟环境根据主端人员左小臂的相对向量和从端人员左小臂的相对向量之差、主端人员左大臂的相对向量和从端人员左大臂的相对向量之差、主端人员右小臂的相对向量和从端人员右小臂的相对向量之差以及主端人员右大臂的相对向量和从端人员右大臂的相对向量之差发出触觉编码指令。

2.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，还包括蓝牙模块，所述MCU控制模块和所述上位机虚拟环境通过所述蓝牙模块进行数据传输。

3.根据权利要求2所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述蓝牙模块为HC-05蓝牙模块。

4.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述MCU控制模块包括ArduinoNano单片机。

5.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，多个振动电机模块分布在人体上肢，所述MCU控制模块包括多个PWM输出口，各振动电机模块通过PWM输出口与所述MCU控制模块进行数据通信。

6.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述上位机虚拟环境通过Unity3D搭建。

7.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述上位机虚拟环境使用蓝牙串口通信。

8.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述振动电机模块包括直流偏心旋转块电机。

9.根据权利要求1所述的引导人类上肢运动的穿戴式交互设备，其特征在于，所述腕关节点坐标、肘关节点坐标和肩关节点坐标均为二维坐标系上的坐标。