一种智能手套制造技术

本发明专利技术涉及一种智能手套，包括手套、指尖压力传感器、运动姿态传感器、连接电路、数据处理装置和电源，在手套的五个手指指尖内侧分别设置有指尖压力传感器，在手套的手背位置处或者在手套的手掌心位置处设置有一个运动姿态传感器，在手套的五个手指的近节指骨的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器，所述指尖压力传感器和运动姿态传感器分别通过连接电路与数据处理装置连通，所述数据处理装置负责处理指尖压力传感器，运动姿态传感器的信号，所述电源负责为整个装置供电。本发明专利技术通过数据处理装置对传感器进行数据采集与分析处理，可以对弹奏钢琴时的多种手形进行准确识别，不仅能识别弹奏钢琴时的静态手形，更可以识别动态手形。

Intelligent gloves

The invention relates to a smart glove, including gloves, finger pressure sensor, motion sensor, connection circuit, data processing device and a power supply, in the five finger tip inside the gloves are provided with a fingertip pressure sensors at hand position or Palm Gloves in glove is provided with a motion sensor and at the corresponding position of the five fingers of the glove of the proximal phalanx are respectively provided with a motion sensor, the fingertip pressure sensor and motion sensor are respectively connected with the circuit and data processing apparatus connected by the data processing device is responsible for handling the fingertip pressure sensor, signal motion sensor, the the power supply for power supply for the whole device. The invention is used for data collection and analysis of the sensor through a data processing device for a variety of playing the piano when the hand shape recognition, not only can the static hand shape recognition when playing the piano, it can identify the dynamic hand shape.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能穿戴设备领域，尤其涉及一种手套，具体为一种用于钢琴弹奏教学用的智能手套。
技术介绍
到目前为止，人类传播知识的途径主要还是通过文字、图形和语言描述的方式来进行，即所谓“言传身教”中“言传”的这一种方式。而另一种“身教”的方式却没有得到大力的推广，究其缘由主要是教学资源的严重不足。例如一个钢琴培训老师只能在同一时间段内集中培训为数不多的学员，如果采用大范围的集体教学模式，就会由于不能对每个学员都实现一对一的讲解指导而导致教学质量的下降。试想如果采用一种装置，可以实时的采集人类的肢体语言，并将其转换成一种数据格式，然后把培训老师的数据作为标准样本，那么其他学员的肢体语言数据只要与标准数据进行对比，就能通过数据的差异来表示出动作的差异，最后通过消除差异来对自身进行一种学习锻炼，这样的一种教学模式就能大范围的推广“身教”学习方式。人类的肢体语言主要集中在手形方面，因为人类在进化过程中解放并灵活的运用了双手，才将人类与其他动物得以严格的区分并逐渐成为了高等智商的物种。在日常生活中，人类的手形涵盖了音乐、体育、娱乐等多方面的教学领域，如果可以通过特定设备将指导性的标准手形姿态进行实时采集和数据转换，将一系列的动作转换成数据格式来存放，并建立起统一的手形教学标准数据库，进而通过特定设备进行学习，则可以大大推广“身教”学习方式，节约教学资源，对人类的知识传播和技能传承有着划时代的意义。现有技术中也有对于智能手套的研究，中国专利“201610126939.1”，公开了一种智能手套，包括基材，传感器组件、电源与数据处理装置，至少一组手指传感器组件设置在基材上，通过连接电路与数据处理装置连通，电源负责供电，数据处理装置负责处理传感器组件信号，所述传感器组件包括指尖压力传感器、运动姿态传感器、手指弯曲度检测传感器与指间状态检测传感器；可以检测出指尖触碰物体时受到的压力数值、各手指的运动方向和运动速度数值、各手指弯曲的程度以及手指与手指之间分开或者并拢的状态，通过数据处理装置对传感器进行数据采集与分析处理，该智能手套不仅能识别静态手形，更可以识别动态手形，从而真正实现了“身教”的教学方式，高效地提高了教学质量。通过进一步研究发现，上述智能手套有三个缺点：1、传感器组件较为复杂，具体由四种传感器组成，包括指尖压力传感器、运动姿态传感器、手指弯曲度检测传感器与指间状态检测传感器；2、人手大小不一，尤其是成人、小孩手掌大小、手指长短区别较大，上述指间状态检测传感器与手指弯曲度检测传感器因人手掌大小、手指长短不同而导致采集到的数据区别较大，无法统一为一个较为有效的数据，“身教”的效果大打折扣。3、手指弯曲度检测传感器属于模拟传感器，其检测精度、分辨率、器件的一致性和重复性受生产工艺的局限性影响而导致在使用过程中信号误差较大，五个手指在弯曲后回复原形态的反复过程中无法保持较好的重复性和一致性。而运动姿态传感器选用数字陀螺仪传感器，属于数字信号传感器，其检测精度与分辨率较高，器件的一致性较好，在使用时，重复性也非常好。不存在手指弯曲度检测传感器存在的一致性、重复性及信号精度差的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种智能手套，可以准确识别演奏钢琴时的多种静态与动态手形。为解决以上问题，本专利技术的解决方案是一种智能手套，包括手套，还包括在手套上设置的指尖压力传感器、运动姿态传感器、连接电路、数据处理装置和电源，在手套的五个手指指尖内侧分别设置有指尖压力传感器，用于实时检测出指尖触碰物体时受到的压力数值，在手套的手背位置处或者在手套的手掌心位置处设置有一个运动姿态传感器，在手套的五个手指的近节指骨的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器，用于实时检测出手形及手指的运动方向和运动速度数值，所述指尖压力传感器和运动姿态传感器分别通过连接电路与数据处理装置连通，所述数据处理装置负责处理指尖压力传感器和运动姿态传感器的信号，所述电源与数据处理装置连通，负责给整个装置供电。作为改进，在所述手套的五个手指的远节指骨的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器。作为另一种的改进，在所述手套的食指、中指、无名指、小指的中节指骨相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器，在手套的拇指的远节指骨相对应的位置处设置有一个运动姿态传感器。作为进一步的改进，在所述手套的食指、中指、无名指、小指的中节指骨和远节指骨的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器，在手套的拇指的远节指骨相对应的位置处设置有一个运动姿态传感器。作为改进，所述运动姿态传感器选用数字陀螺仪传感器。作为优选，所述运动姿态传感器选用六轴陀螺仪传感器。在实际应用中发现：三轴陀螺仪传感器由于只能检测出运动的角速度，无法检测出线速度，因此检测到的手指及手形数据误差较大；六轴陀螺仪传感器既可以检测出角速度，也可以检测出线速度；九轴陀螺仪传感器除了可以检测出角速度和线速度外，还可以检测出地磁数据，但是九轴陀螺仪传感器市场价格昂贵，而且本专利技术智能手套使用的六轴陀螺仪传感器，已经足够满足实际使用需求，且成本合适。作为进一步的改进，还包括通信装置，所述通信装置采用无线或有线通信，所述通信装置为集成在数据处理装置内的功能模块。作为进一步的改进，还包括通信装置，所述通信装置采用无线或有线通信，所述通信装置为独立部件与数据处理装置连通。作为改进，所述的智能手套为一体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路，数据处理装置，电源均设置在手套上。作为改进，所述的智能手套为一体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路，数据处理装置，通信装置，电源均设置在手套上。作为另一种的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路设置在手套上，数据处理装置与电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。作为另一种的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路和数据处理装置设置在手套上，电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。作为进一步的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路、数据处理装置和通信装置设置在手套上，电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。作为进一步的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路设置在手套上，数据处理装置、通信装置与电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。作为进一步的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路和数据处理装置设置在手套上，通信装置和电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。作为进一步的改进，所述的智能手套为分体式结构，指尖压力传感器，运动姿态传感器，连接电路和通信装置设置在手套上，数据处理装置和电源设置在腕带上，手套与腕带之间通过电气线缆连接。从以上描述可以看出，本专利技术具有以下优点：1、通过设置压力与运动姿态传感器，可以检测出指尖触碰物体时受到的压力数值、各手指的运动方向和运动速度数值、各手指弯曲的程度以及手指与手指之间分开或者并拢的状态，通过数据处理装置对传感器进行数据采集与分析处理，可以对弹奏钢琴时的多种手形进行准确识别。2、不仅能识别弹奏钢琴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能手套，包括手套(1)，其特征在于：还包括在手套(1)上设置的指尖压力传感器(2)、运动姿态传感器(3)、连接电路(4)、数据处理装置(5)和电源(7)，在手套(1)的五个手指指尖内侧(10)分别设置有指尖压力传感器(2)，用于实时检测出指尖触碰物体时受到的压力数值，在手套(1)的手背位置处(11)或者在手套(1)的手掌心位置处(12)设置有一个运动姿态传感器(3)，在手套(1)的五个手指的近节指骨(13)的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器(3)，用于实时检测出手形及手指的运动方向和运动速度数值，所述指尖压力传感器(2)和运动姿态传感器(3)分别通过连接电路(4)与数据处理装置(5)连通，所述数据处理装置(5)负责处理指尖压力传感器(2)和运动姿态传感器(3)的信号，所述电源(7)与数据处理装置(5)连通，负责给整个装置供电。

【技术特征摘要】
1.一种智能手套，包括手套(1)，其特征在于：还包括在手套(1)上设置的指尖压力传感器(2)、运动姿态传感器(3)、连接电路(4)、数据处理装置(5)和电源(7)，在手套(1)的五个手指指尖内侧(10)分别设置有指尖压力传感器(2)，用于实时检测出指尖触碰物体时受到的压力数值，在手套(1)的手背位置处(11)或者在手套(1)的手掌心位置处(12)设置有一个运动姿态传感器(3)，在手套(1)的五个手指的近节指骨(13)的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器(3)，用于实时检测出手形及手指的运动方向和运动速度数值，所述指尖压力传感器(2)和运动姿态传感器(3)分别通过连接电路(4)与数据处理装置(5)连通，所述数据处理装置(5)负责处理指尖压力传感器(2)和运动姿态传感器(3)的信号，所述电源(7)与数据处理装置(5)连通，负责给整个装置供电。2.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：在手套(1)的五个手指的远节指骨(15)的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器(3)。3.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：在手套(1)的食指、中指、无名指、小指的中节指骨(14)相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器(3)，在手套(1)的拇指的远节指骨(15)相对应的位置处设置有一个运动姿态传感器(3)。4.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：在手套(1)的食指、中指、无名指、小指的中节指骨(14)和远节指骨(15)的相对应的位置处分别设置有一个运动姿态传感器(3)，在手套(1)的拇指的远节指骨(15)相对应的位置处设置有一个运动姿态传感器(3)。5.根据权利要求1或2或3或4所述的智能手套，其特征在于：所述运动姿态传感器(3)选用数字陀螺仪传感器。6.根据权利要求5所述的智能手套，其特征在于：所述运动姿态传感器(3)选用六轴陀螺仪传感器。7.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：还包括通信装置(6)，所述通信装置(6)采用无线或有线通信，所述通信装置(6)为集成在数据处理装置(5)内的功能模块。8.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：还包括通信装置(6)，所述通信装置(6)采用无线或有线通信，所述通信装置(6)为独立部件与数据处理装置(5)连通。9.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：为一体式结构，指尖压力传感器(2)、运动姿态传感器(3)、连接电路(4)、数据处理装置(5)和电源(7)均设置在手套(1)上。10.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于：为分体式结构，指尖压力传感器(2)、运动姿态传感器(3)和连接电路(4)设置在手套(1)上，数据处理装置(5)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：华歆，钦赛勇，
申请(专利权)人：无锡吾成互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32