一种智能工作系统中的人机交互装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种智能工作系统中的人机交互装置，该装置包括三维活动支架，以及与三维活动支架连接的平板电脑，平板电脑内设置语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元；平板电脑还连接用于采集人脸信息和手势信息的采集摄像头，以及连接用于采集语音信息的采集麦克风，根据采集的人脸信息、手势信息及语音信息控制三维活动支架带动平板电脑运动至预定位置；该人机交互装置结构简单，智能性好，人机交互便利。
【专利说明】
一种智能工作系统中的人机交互装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种智能工作系统，尤其涉及一种智能工作系统中的人机交互装置。
【背景技术】
[0002]现有人机交互系统中的人机交互装置主要是个人电脑，个人电脑连接具有输入功能的键盘和鼠标，人机交互过程中，人们将数据信息通过鼠标和键盘输入个人电脑，然后个人电脑通过显示器进行显示并供人们选择，人机交互比较繁琐复杂。
[0003]针对目前人机交互比较复杂，智能性差的技术问题，是本领域亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种智能工作系统中的人机交互装置，以解决人机交互比较复杂，智能性差的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能工作系统中的人机交互装置，包括:
[0006]三维活动支架，所述三维活动支架一端设置有安装座；
[0007]与所述三维活动支架的另一端连接的平板电脑，所述平板电脑内设置语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元;其中，
[0008]所述平板电脑连接用于人脸信息采集和手势信息采集的采集摄像头，所述采集摄像头分别与所述手势识别单元和人脸识别单元连接，所述手势识别单元和人脸识别单元与所述三维活动支架的控制部连接，用于根据所述采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制所述三维活动支架运动至预定位置；
[0009]所述平板电脑连接用于语音信息采集的采集麦克风，所述采集麦克风与所述语音识别单元连接;所述语音识别单元与所述三维活动支架的控制部连接，用于根据所述语音信息控制所述三维活动支架运动至预定位置。
[0010]进一步的，所述三维活动支架包括:
[0011 ]第一支撑臂，所述第一支撑臂包括第一外管，设置在所述第一外管内的第一内管，所述第一外管内设置用于水平旋转的第四步进电机，所述第四步进电机通过第一连接杆连接所述第一内管，所述第一外管底部与所述安装座固定连接；
[0012]第二支撑臂，所述第二支撑臂的一端通过套管与第一步进电机连接，所述第一步进电机安装在所述第一内管顶部；
[0013]第三支撑臂，所述第三支撑臂包括第二内管、第三内管和连接所述第二内管一端和所述第三内管一端的第五步进电机，所述第二内管另一端通过套管与第二步进电机连接，所述第二步进电机安装在所述第二支撑臂的顶部；
[0014]所述第三内管的另一端通过仰角支撑连接所述平板电脑，所述仰角支撑内安装第二步进电机。
[0015]进一步的，所述平板电脑的正面设置显示屏；
[0016]所述采集摄像头为所述平板电脑的内置摄像头，所述内置摄像头设置在所述平板电脑的正面；
[0017]所述采集麦克风为所述平板电脑的内置麦克风，所述内置麦克风设置在所述平板电脑的正面。
[0018]进一步的，所述平板电脑的背面设置连接板，所述连接板连接所述仰角支撑。
[0019]进一步的，所述三维活动支架的控制部包括所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机、所述第四步进电机和所述第五步进电机；
[0020]所述语音识别单元连接所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机、所述第四步进电机和所述第五步进电机；
[0021]所述手势识别单元连接所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机、所述第四步进电机和所述第五步进电机；
[0022]所述人脸识别单元连接所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机、所述第四步进电机和所述第五步进电机。
[0023]进一步的，所述第一步进电机为第一同步电机，所述第二步进电机为第二同步电机，所述第三步进电机为第三同步电机;所述第四步进电机为第四同步电机，所述第五步进电机为第五同步电机。
[0024]进一步的，所述采集摄像头为外置摄像头；
[0025]所述采集麦克风为外置麦克风。
[0026]进一步的，所述平板电脑为触控型平板电脑。
[0027]进一步的，所述平板电脑内设置自动跟随单元;其中，
[0028]所述自动跟随单元与所述三维活动支架的控制部连接，用于根据所述采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制所述三维活动支架跟随运动至预定位置。
[0029]进一步的，所述三维活动支架的所述第三步进电机、所述第五步进电机、所述第二步进电机和所述第一步进电机区域均设置有可手动调节活动关节。
[0030]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0031]本实用新型提供的一种智能工作系统中的人机交互装置，包括三维活动支架，以及与三维活动支架连接的平板电脑，平板电脑内设置语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元;平板电脑还连接用于采集人脸信息和手势信息的采集摄像头，以及连接用于采集语音信息的采集麦克风，根据采集的人脸信息、手势信息及语音信息控制三维活动支架带动平板电脑运动至预定位置;该人机交互装置结构简单，智能性好，人机交互便利。
【附图说明】
[0032]图1示意性示出了本实用新型实施例中智能工作系统中的人机交互装置的结构示意图；
[0033]图2示意性示出了本实用新型实施例中智能工作系统中的人机交互装置的电路原理框图。
[0034]图中附图标记:
[0035]1、三维活动支架；11、安装座；12a、第一外管；12b、第一内管、12c、第一连接杆、12d、第四步进电机；13、第二支撑臂；14、第一步进电机；15a、第二内管；15b第三内管；15c、第五步进电机;16、第二步进电机;17、第三步进电机;2、平板电脑;21、显示屏;22、内置摄像头;23、内置麦克风;24、连接板。
【具体实施方式】
[0036]以下对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0037]请参考图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种智能工作系统中的人机交互装置，该装置包括三维活动支架I和平板电脑2;其中，三维活动支架I一端设置有安装座11;三维活动支架I的另一端连接平板电脑2，平板电脑2内设置语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元。
[0038]其中，平板电脑2连接用于人脸信息采集和手势信息采集的采集摄像头，采集摄像头分别与手势识别单元和人脸识别单元连接，手势识别单元和人脸识别单元与三维活动支架的控制部连接，用于根据采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制三维活动支架并带动平板电脑运动至预定位置;平板电脑2还连接用于语音信息采集的采集麦克风，采集麦克风与语音识别单元连接;语音识别单元与三维活动支架的控制部连接，用于根据语音信息控制三维活动支架并带动平板电脑动至预定位置。
[0039]如图1所示，该三维活动支架I主要由第一支撑臂、第二支撑臂13、和第三支撑臂组成，并主要配合其连接端部的第一步进电机14、第二步进电机16和第三步进电机17实现运动。其中，第一支撑臂包括第一外管12a，设置在所述第一外管12a内的第一内管12b，所述第一外管12a内设置用于水平旋转的第四步进电机12d，所述第四步进电机12d通过第一连接杆12c连接所述第一内管12b;第一外管12a底部与安装座11固定连接。该第一支撑臂由第一外管12a、第一内管12b、第一连接杆12c和第四步进电机12d四部分组成，构成可垂直升降结构，其中第四步进电机12d为水平旋转步进电机，第一连接杆12c为螺纹支柱。
[0040]第二支撑臂13的一端通过套管与第一步进电机14连接，第一步进电机14安装在第一内管12b顶部。
[0041 ]第三支撑臂包括第二内管15a、第三内管15b和连接所述第二内管一端和述第三内管一端第五步进电机15c，所述第二内管15a另一端通过套管与第二步进电机16连接，第二步进电机16安装在第二支撑臂13的顶部，第三支撑臂由第二内管15a、第三内管15b和第五步进电机15c三部分组成，构成可伸缩套管结构。第三内管15b的另一端通过仰角支撑连接平板电脑2，仰角支撑内安装第三步进电机17。
[0042]平板电脑2的正面设置显示屏21;采集摄像头为平板电脑2的内置摄像头22，内置摄像头22设置在平板电脑2的正面;采集麦克风为平板电脑2的内置麦克风23，内置麦克风23设置在平板电脑2的正面。
[0043]如图1所示，平板电脑2的背面设置连接板24，连接板24通过仰角支撑内的第三步进电机17连接第三内管15b。
[0044]其中，三维活动支架的控制部包括第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c;语音识别单元连接第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c;手势识别单元连接第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c;人脸识别单元连接第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c。
[0045]具体为，语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元均连接第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c的电源端，通过控制第一步进电机14、第二步进电机16、第三步进电机17、第四步进电机12d和第五步进电机15c的扭矩，控制第一支撑臂12升降、第二支撑臂13旋转和第三支撑臂15旋转伸缩移动到预定位置。
[0046]优选的，第一步进电机14为第一同步电机，第二步进电机16为第二同步电机，第三步进电机17为第三同步电机、第四步进电机12d为第四同步电机、第五步进电机15c为第五同步电机。
[0047]在其他实施例中，第一步进电机14为第一伺服电机，第二步进电机16为第二伺服电机，第三步进电机17为第三伺服电机、第四步进电机12d为第四伺服电机、第五步进电机15c为第五伺服电机。
[0048]在其他实施例中，采集摄像头为外置摄像头;采集麦克风为外置麦克风。平板电脑中的语音识别单元连接外置麦克风;平板电脑中的手势识别单元和人脸识别单元连接外置摄像头。
[0049]为了进一步提高该人机交互装置的智能性，该平板电脑为触控型平板电脑，可作为进一步智能控制的补充。
[0050]在其他实施例中，平板电脑2内还设置自动跟随单元;其中，自动跟随单元与所述三维活动支架I的控制部连接，用于根据所述采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制所述三维活动支架I并带动平板电脑跟随人脸信息和手势信息运动至预定位置。
[0051]另外，在一些实施例中，该三维活动支架上还设置手动调节控制端，通过手动调节控制端可以手动调节三维活动的位置，进而手动调节平板电脑的位置，提高该人机交互装置调节的便利性。具体为，该手动调节控制端设置在第三步进电机17、第五步进电机15c、第二步进电机16和第一步进电机14区域的可手动调节活动关节。
[0052]具体实施过程为:
[0053]人脸识别单元的工作过程:人脸识别单元内设置人脸识别程序，人脸识别程序调用采集摄像头，实时跟踪采集摄像头前方120°C范围内的人物影像，自动识别“人脸位置”，通过人脸位置的识别判断，控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动实时移位，以达到的人对平板电脑运行触控操作时的最佳个人喜好位置(如:人脸正前方35?50cm，屏幕上沿与人嘴齐高，屏幕向后倾斜15?45°C)，使用者可适当调整人脸识别程序中的个人喜好位置设置。
[0054]手势识别单元的工作过程:手势识别单元呢设置手势识别程序，其中手势识别程序调用采集摄像头，实时跟踪摄像头前方120°C范围内的人物动作影像，自动识别人手挥动的动作影像，通过人手挥动动作影像的判断，控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动实时移位，以达到的人对平板电脑运行触控操作时的最佳个人喜好位置(如:人脸正前方35?50cm，屏幕上沿与人嘴齐高，屏幕向后倾斜15?45°C)，使用者可适当调整手势识别程序中的个人喜好位置设置。
[0055]其中，手势识别程序中识别人手挥动动作主要分为两大类，以右手习惯为例，“从右向左挥动”或“手背朝向摄像头，手指向人方向弯曲动作”时，程序控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动执行“操作就位”程序，即“靠近并方便”工作人员操控。当人手“从右向左挥动”或“手掌朝向摄像头”时，程序控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动执行“回归待位”程序，即“离开操作位，回归工作待位位置和状态”。
[0056]语音识别单元的工作过程:语音识别单元内设置语音识别程序，语音识别程序调用采集麦克风，实时跟踪工作人员语音指令，工作人员可以给其所使用的人机交互装置预设“名字昵称如:美女”，通过“美女过来”、“美女come”、“美女来”等语音，语音识别程序控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动执行“操作就位”程序，即“靠近并方便”工作人员操控。通过“走开”、“回位”、“回去吧”等语音，语音识别程序控制连接平板电脑2的三维活动支架I自动执行“回归待位”程序，即“离开操作位，回归工作待位位置和状态”。
[0057]自动跟随单元的工作过程:自动跟随单元内设置自动跟随程序，自动跟随程序可作为智能工作系统的人机交互装置的可选部件，具体为，可以选择该自动跟随系统带智能识别功能，该支撑架可通过“人手的操作”，移近、移开或倾斜，以调整“最佳操作方位”。
[0058]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，包括: 三维活动支架(I)，所述三维活动支架(I) 一端设置有安装座(11); 与所述三维活动支架(I)的另一端连接的平板电脑(2)，所述平板电脑(2)内设置语音识别单元、手势识别单元和人脸识别单元;其中， 所述平板电脑(2)连接用于人脸信息采集和手势信息采集的采集摄像头，所述采集摄像头分别与所述手势识别单元和人脸识别单元连接，所述手势识别单元和人脸识别单元与所述三维活动支架(I)的控制部连接，用于根据所述采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制所述三维活动支架(I)运动至预定位置； 所述平板电脑(2)连接用于语音信息采集的采集麦克风，所述采集麦克风与所述语音识别单元连接;所述语音识别单元与所述三维活动支架(I)的控制部连接，用于根据所述语音信息控制所述三维活动支架(I)运动至预定位置。2.根据权利要求1所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述三维活动支架(I)包括: 第一支撑臂，所述第一支撑臂包括第一外管(12a)，设置在所述第一外管(12a)内的第一内管(12b)，所述第一外管(12a)内设置用于水平旋转的第四步进电机(12d)，所述第四步进电机(12d)通过第一连接杆(12c)连接所述第一内管(12b)，所述第一外管(12a)底部与所述安装座(11)固定连接； 第二支撑臂(13)，所述第二支撑臂(13)的一端通过套管与第一步进电机(14)连接，所述第一步进电机(14)安装在所述第一内管(12b)顶部； 第三支撑臂，所述第三支撑臂包括第二内管(I5a)、第三内管(I5b)和连接所述第二内管一端和所述第三内管一端的第五步进电机(15c)，所述第二内管(15a)另一端通过套管与第二步进电机(16)连接，所述第二步进电机(16)安装在所述第二支撑臂(13)的顶部； 所述第三内管(15b)的另一端通过仰角支撑连接所述平板电脑(2)，所述仰角支撑内安装第三步进电机(17)。3.根据权利要求2所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述平板电脑(2)的正面设置显示屏(21); 所述采集摄像头为所述平板电脑(2)的内置摄像头(22)，所述内置摄像头(22)设置在所述平板电脑(2)的正面； 所述采集麦克风为所述平板电脑(2)的内置麦克风(23)，所述内置麦克风(23)设置在所述平板电脑(2)的正面。4.根据权利要求3所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述平板电脑(2)的背面设置连接板(24)，所述连接板(24)连接所述仰角支撑。5.根据权利要求2所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述三维活动支架的控制部包括所述第一步进电机(14)、所述第二步进电机(16)、所述第三步进电机(17)、所述第四步进电机(12d)和所述第五步进电机(15c); 所述语音识别单元连接所述第一步进电机(14)、所述第二步进电机(16)、所述第三步进电机(17)、所述第四步进电机(12d)和所述第五步进电机(15c); 所述手势识别单元连接所述第一步进电机(14)、所述第二步进电机(16)、所述第三步进电机(17)、所述第四步进电机(12d)和所述第五步进电机(15c); 所述人脸识别单元连接所述第一步进电机(14)、所述第二步进电机(16)、所述第三步进电机(17)、所述第四步进电机(12d)和所述第五步进电机(15c)。6.根据权利要求5所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述第一步进电机(14)为第一同步电机，所述第二步进电机(16)为第二同步电机，所述第三步进电机(17)为第三同步电机;所述第四步进电机(12d)为第四同步电机，所述第五步进电机(15c)为第五同步电机。7.根据权利要求1所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述采集摄像头为外置摄像头； 所述采集麦克风为外置麦克风。8.根据权利要求1所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述平板电脑为触控型平板电脑。9.根据权利要求1所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述平板电脑(2)内设置自动跟随单元;其中， 所述自动跟随单元与所述三维活动支架(I)的控制部连接，用于根据所述采集摄像头采集的人脸信息和手势信息控制所述三维活动支架(I)跟随运动至预定位置。10.根据权利要求5所述的智能工作系统中的人机交互装置，其特征在于，所述三维活动支架(I)的所述第三步进电机(17)、所述第五步进电机(15c)、所述第二步进电机(16)和所述第一步进电机(14)区域均设置有可手动调节活动关节。
【文档编号】G06F3/01GK205594506SQ201620300482
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】何纪斌
【申请人】精效新软新技术（北京）有限公司