远程控制的可编程的多点按压装置

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种远程控制的可编程的多点按压装置。

背景技术

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

然而，现有的机械手大多是单臂结构，并搭配若干“指头”进行操作，其控制逻辑及执行结构较为复杂，操作过程往往需按照固定程序执行，无法快速、灵活地根据用户的实际需求调整动作。而且，一般情况下机械手的“指头”数量有限，无法灵活地增减“指头”数量，以进行针对性的多点按压操作。

因此，需研发一种结构简单、控制方便的多点按压装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种远程控制的可编程的多点按压装置，可分别控制各电磁模块的通断状态，从而实现多点或单点按压。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种远程控制的可编程的多点按压装置，包括固定部件、电控箱及至少两个按压部件，所述固定部件与所述电控箱连接并用于固定所述电控箱，所述电控箱与所述按压部件连接并用于控制所述按压部件的按压状态；所述电控箱包括箱体、封装于所述箱体内的控制模块及至少两个电磁模块，所述控制模块与各电磁模块分别连接并分别控制各电磁模块的通断状态，所述电磁模块与按压部件一一对应；每一按压部件均包括按压杆、固定杆、控制杆、固定转动接头及控制转动接头，所述固定杆的一端通过所述固定转动接头与所述按压杆连接，所述固定杆的另一端与所述箱体连接，所述控制杆的一端通过所述控制转动接头与所述按压杆连接，所述控制杆的另一端与对应的电磁模块相向设置；任一所述电磁模块通电时，通电的电磁模块与对应的控制杆吸合，吸合过程中对应的控制杆向通电的电磁模块的方向移动并带动对应的按压杆以对应的固定转动接头为中心正向旋转。

作为上述方案的改进，所述箱体上设有至少两个滑道，所述滑道与按压部件一一对应，所述固定杆通过连接件固定于所述滑道内。

作为上述方案的改进，所述滑道为弧形滑道和/或所述滑道呈阵列分布。

作为上述方案的改进，所述滑道为开设于所述箱体侧壁上的通孔，所述连接件包括紧固件及设于所述固定杆上的夹具，所述夹具包括相向设置的上夹片及下夹片；所述固定杆嵌于所述通孔内，所述上夹片与所述箱体侧壁的内表面贴合，所述下夹片与所述箱体侧壁的外表面贴合，所述上夹片与下夹片之间通过所述紧固件进行锁紧，以将所述固定杆通过所述夹具夹持于所述箱体的侧壁上。

作为上述方案的改进，所述按压杆包括依次连接的按压头、第一按压杆、缓冲件及第二按压杆，所述按压杆通过所述第二按压杆与所述固定杆及控制杆连接。

作为上述方案的改进，所述第一按压杆、第二按压杆、固定杆、控制杆及固定部件中的任意一种或几种为伸缩结构。

作为上述方案的改进，所述缓冲件为扭转弹簧，所述扭转弹簧设于所述第一按压杆与第二按压杆的连接处，所述扭转弹簧的一端与所述第一按压杆连接，另一端与所述第二按压杆连接，以调节所述第一按压杆与第二按压杆之间的夹角。

作为上述方案的改进，所述控制模块包括主控单元、供电单元及通信单元；所述通信单元与所述主控单元连接，用于获取外部终端发送的控制命令并将所述控制命令转发至所述主控单元；所述主控单元用于根据所述控制命令生成驱动指令以分别控制各电磁模块的通断状态，并反馈控制结果至所述通信单元以使所述通信单元将所述控制结果转发至外部终端；所述供电单元与所述通信单元及主控单元分别连接，用于向所述通信单元及主控单元供电。

作为上述方案的改进，所述主控单元包括至少两个电磁控制电路及与所述电磁控制电路连接的主控芯片，所述电磁控制电路与电磁模块一一对应；各电磁控制电路内均设有与对应电磁模块连接的继电器，所述继电器用于根据所述主控芯片的驱动指令进行通断控制。

作为上述方案的改进，所述外部终端内设有按压控制点，所述按压控制点与所述电磁模块一一对应。

实施本发明，具有如下有益效果：

通过本发明，用户可根据实际需求提前在可能需要进行按压控制的设备附近，通过固定部件预先调节好多点按压装置的位置；当需要按压设备时，可通过控制模块远程采集控制信号，并通过控制模块分别控制各电磁模块的通断状态，从而控制各按压部件的多点或单点按压行为，从而模拟人工对设备进行按压操作，安装方便，灵活性高；

同时，针对某些不方便人类亲自操作的场景，也可以提前安装本发明进行操作；

另外，通过多点按压的方式，可以有效地替代人工完成弹琴、按摩等操作，实用性强。

附图说明

图1是本发明远程控制的可编程的多点按压装置的结构示意图；

图2是本发明远程控制的可编程的多点按压装置的另一视角的结构示意图；

图3是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中电控箱的结构示意图；

图4是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中按压杆的结构示意图；

图5是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中滑道的结构示意图；

图6是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中滑道的另一结构示意图；

图7是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中连接件的结构示意图；

图8是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中连接件的另一结构示意图；

图9是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中控制模块的结构示意图；

图10是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中主控芯片的电路示意图；

图11是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中电磁控制电路的电路示意图；

图12是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中晶振输入电路的电路示意图；

图13是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中复位电路的电路示意图；

图14是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中程序烧录电路的电路示意图；

图15是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中状态灯显示电路的电路示意图；

图16是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中电源输入电路的电路示意图；

图17是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中电池充电电路的电路示意图；

图18是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中供电电路的电路示意图；

图19是本发明远程控制的可编程的多点按压装置中WIFI通信电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1～图4，图1～图4显示了本发明远程控制的可编程的多点按压装置的第一实施例，其包括固定部件1、电控箱2及至少两个按压部件3，固定部件1与电控箱2连接并用于固定电控箱2，电控箱2与按压部件3连接并用于控制按压部件3的按压状态；

电控箱2包括箱体21、封装于箱体21内的控制模块22及至少两个电磁模块23，控制模块22与各电磁模块23分别连接并分别控制各电磁模块23的通断状态，电磁模块23与按压部件3一一对应；其中，所述电磁模块23优选为电磁铁，但不以此为限制。

每一按压部件3均包括按压杆31、固定杆32、控制杆33、固定转动接头34及控制转动接头35，固定杆32的一端通过固定转动接头34与按压杆31连接，固定杆32的另一端与箱体21连接，控制杆33的一端通过控制转动接头35与按压杆31连接，控制杆33的另一端与对应的电磁模块23相向设置；

任一电磁模块23通电时，通电的电磁模块23与对应的控制杆33吸合，吸合过程中对应的控制杆33向通电的电磁模块23的方向移动并带动对应的按压杆31以对应的固定转动接头34为中心正向旋转。

例如，多点按压装置中设置按压部件A、按压部件B、按压部件C及按压部件D，且电控箱内对应设置电磁模块a、电磁模块b、电磁模块c及电磁模块d；当电磁模块a由断电状态切换至通电时，按压部件A的控制杆与电磁模块a吸合，吸合过程中按压部件A的控制杆向电磁模块a的方向移动并带动按压部件A的按压杆以按压部件A的固定转动接头为中心正向旋转，从而使得按压部件A的按压杆精准地按压至目标位置上；当电磁模块a由通电切换至断电时，按压部件A的控制杆向远离电磁模块a的方向移动并带动按压部件A的按压杆以按压部件A的固定转动接头为中心反向旋转，从而使得按压部件A的按压杆与目标位置分离，并返回初始位置。

本实施例中可设置了9个呈阵列分布的电磁模块23，而在实际应用中，可根据具体情况进行设置，灵活性强。

因此，本发明可通过控制模块22分别控制各电磁模块23的通断状态，从而控制各按压部件3的多点或单点按压行为。

在实际应用中，用户可根据实际需求提前在可能需要进行按压控制的设备附近，通过固定部件1预先调节好多点按压装置的位置；当需要按压设备时，可通过控制模块22远程采集控制信号并驱动按压部件3按压设备，从而模拟人工对设备进行按压操作，安装方便，灵活性高；同时，针对某些不方便人类亲自操作的场景，也可以提前安装本发明进行操作；而且通过多点按压的方式，可以有效地替代人工完成一些工作(如弹琴、按摩)。

如图4所示，按压杆31包括依次连接的按压头311、第一按压杆312、缓冲件313及第二按压杆314，按压杆31通过第二按压杆314与固定杆32及控制杆33连接。

需要说明的是，按压头311与第一按压杆312之间为可拆卸连接，用户可根据实际情况更换不同的按压头311；同时，按压头311可以由乳胶材料制成，但不以此为限制，用户可根据被按物灵活选择，只要能有效防止破坏目标开关即可。优选地，还可以在按压头311上设置导电件，以便于进行屏幕点击等操作。

进一步，缓冲件313为扭转弹簧，扭转弹簧设于第一按压杆312与第二按压杆314的连接处，扭转弹簧的一端与第一按压杆312连接，另一端与第二按压杆314连接，以调节第一按压杆312与第二按压杆314之间的夹角。

通过扭转弹簧可对按压过程中第一按压杆312的受力进行有效缓冲，通过在受力过程中调节第一按压杆312与第二按压杆314之间的夹角，可进一步避免目标开关被破环。具体地，当按压头311按压到目标开关上时，在扭转弹簧的扭转作用下，可产生一定的缓冲作用；当按压头311离开目标开关时，在扭转弹簧的扭转作用下，可使第一按压杆312与第二按压杆314进行复位。

更佳地，第一按压杆312、第二按压杆314、固定杆32、控制杆33及固定部件1中的任意一种或几种为伸缩结构，从而实现长度的灵活调节，以适应更多的应用场景。其中，固定部件1中还设置有转向结构，以调整按压杆31的按压位置。

如图5及图6所示，箱体21上设有至少两个滑道24，滑道24与按压部件3一一对应，固定杆32通过连接件25(参见图7及图8)固定于滑道24内。

本实施例中设置了9个呈阵列分布的滑道24；而在实际应用中，可根据具体情况进行设置，灵活性强。

更佳地，滑道24为弧形滑道24，固定杆32可通过连接件25设置于弧形滑道24的不同位置，从而调整按压杆31的按压位置。

如图7及图8所示，滑道24为开设于箱体21侧壁上的通孔，连接件25包括紧固件251及设于固定杆32上的夹具，夹具包括相向设置的上夹片252及下夹片253；固定杆32嵌于通孔内，上夹片252与箱体21侧壁的内表面贴合，下夹片253与箱体21侧壁的外表面贴合，上夹片252与下夹片253之间通过紧固件251进行锁紧，以将固定杆32通过夹具夹持于箱体21的侧壁上。

在实际应用中，可针对目标按压点的位置，通过夹具将固定杆32夹持于滑道24的对应位置，从而灵活地调整按压杆31的按压位置，以实现按压位置的精准控制。

如图9所示，控制模块22包括主控单元221、供电单元222及通信单元223。具体地：

通信单元223与主控单元221连接，用于获取外部终端发送的控制命令并将控制命令转发至主控单元221；

主控单元221用于根据控制命令生成驱动指令以分别控制各电磁模块23的通断状态，并反馈控制结果至通信单元223以使通信单元223将控制结果转发至外部终端；

供电单元222与通信单元223及主控单元221分别连接，用于向通信单元223及主控单元221供电。

工作时，通信单元223实时获取用户通过外部终端发送的控制命令，并将控制命令传输到主控单元221进行计算，得到驱动指令；主控单元221按照驱动指令控制I/O端口，从而通过电磁模块23控制按压部件3工作，并将控制结果通过通信单元223反馈给用户。

下面结合具体的电路图，对主控单元221、供电单元222及通信单元223分别进行描述：

一、主控单元221

如图10～图15所示，本实施例中主控单元221包括至少两个电磁控制电路、晶振输入电路、复位电路、程序烧录电路、状态灯显示电路及主控芯片，电磁控制电路、晶振输入电路、复位电路、程序烧录电路及状态灯显示电路分别与主控芯片连接，电磁控制电路与电磁模块23一一对应。

如图10所示，主控芯片U5优选为STM32F103ZET6，但不以此为限制；主控芯片U5可通过手机端连接到云端，从而通过手机端对设备进行控制和配置。

如图11所示，电磁控制电路内均设有与对应电磁模块23连接的继电器，继电器用于根据主控芯片的驱动指令进行通断控制。

本实施例中，电磁控制电路内还设有第十七贴片电阻R17、第十五贴片电容C15、第二贴片三极管Q2、第四贴片二极管D4及电磁模块23接口CON1；其中，第十七贴片电阻R17通过网络标号RLY1连接到主控芯片U5的第三十四引脚PAO-WKUP，主控芯片U5通过控制第三十四引脚PAO-WKUP就可以控制继电器RLY1的引脚3及引脚4的导通和断开，从而实现电磁模块23的通断。

相应地，其它电磁控制电路的电路结构与本实施例中的电磁控制电路的电路结构相同，只需要将不同的电磁控制电路接入主控芯片U5中不同的引脚即可实现不同电磁模块23的控制。

如图12所示，晶振输入电路包括第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电阻R19及晶体振荡器Y1；其中，晶体振荡器Y1与第十九电阻R19并联，晶体振荡器Y1的一端通过第十七电容C17接地，另一端通过第十八电容C18接地。

如图13所示，复位电路包括第二十电阻R29、第九二极管D9、第十九电容C19及复位开关SW2；其中，第二十电阻R20与第九二极管D9并联，第九二极管D9的正极通过第十九电容C19及复位开关SW2分别接地。

如图14所示，程序烧录电路包括烧录芯片P1，优选为hdr1x4，但不以此为限制。用户可通过程序烧录电路预先将预设程序烧录至主控芯片U5中，以便后续操作直接执行对应的预设程序，以远程控制多点按压装置工作。

如图15所示，状态灯显示电路包括多个显示子电路，每一显示子电路均包括相互串接的发光二极管及电阻，并通过发光二极管显示主控芯片的工作状态及通信状态。

二、供电单元222

供电单元222包括电源输入电路、电池充电电路、供电电路及电池；其中，电源输入电路与电池充电电路及供电电路分别连接，用于接入外部电源以向电池充电电路及供电电路供电；电池充电电路与电池连接，用于根据电源输入电路输入的电源对电池进行充电处理；电池与供电电路连接，用于向供电电路供电。

需要说明的是，控制模块22可通过TYPE-C接口USB1进行供电或通过电池进行供电；当使用TYPE-C接口USB1进行供电的同时会对电池进行充电，而电池充满电后会自动停止；当拔掉TYPE-C接口USB1时，控制模块22会主动切换为电池供电，从而保持控制模块22供电方式二选一，而不会让控制模块22掉电。

如图16所示，电源输入电路包括TYPE-C接口USB1，防静电管D2，铝电解电容CE1、CE2，锂电池接口CN1，贴片电容R1，贴片二极管D1，贴片三极管Q1及开关SW1；其中，贴片电容R1，贴片二极管D1，贴片三极管Q1这个三个元器件组成供电切换电路；就是当TYPE-C接口子电路接入外部电源(即TYPE-C接口USB1有插入)时，供电切换电路控制TYPE-C接口USB1向电池充电电路及供电电路供电；当TYPE-C接口子电路未接入外部电源(即TYPE-C接口USB1没有插入)时，供电切换电路控制电池向供电电路供电；开关SW1的作用主要当做开关作用，防止电池一直在供电。

如图17所示，电池充电电路包括充电子电路及发光二极管组，充电子电路用于对电池进行充电处理，发光二极管组用于显示电池的充电状态。具体第：

充电子电路包括电池充电芯片U1，第三贴片电阻R3、第六贴片电阻R6、第四贴片电阻R4、第七贴片电阻R7，第一贴片电容C1及第二贴片电容C2。需要说明的是，电池充电芯片U1优选为TP4056，是一款专门为锂离子电池设计的线性充电芯片，具有电池温度监测，欠压锁定，自动再充电和两个状态引脚以显示充电和充电终止的功能。

发光二极管组包括第二贴片电阻R2、第五贴片电阻R5、第八贴片电阻R8、第一贴片发光二极管LED1、第二贴片发光二极管LED2及第三贴片发光二极管LED3，用于显示当前的充电工作状态。

如图18所示，供电电路包括一级降压子电路及二级降压子电路，一级降压子电路用于将电池输出的电压进行一次降压处理，二级降压子电路用于将经一级降压子电路降压后的电压进行二次降压处理。

一级降压子电路包括第三贴片电容C3、第四贴片电容C4、第五贴片电容C5、第六贴片电容C6、第三铝电解电容CE3、第四铝电解电容CE4、第九贴片电阻R9、第十贴片电阻R10、贴片二级管D3及DC-DC稳压芯片U2；一级降压子电路可将电池输出的电压转换成稳定的5V电压给后续电路供电。其中，DC-DC稳压芯片U2优选地为ME2159AM6G，但不以此为限制。

二级降压子电路包括第七贴片电容C7、第八贴片电容C8、第九贴片电容C9、第十贴片电容C10、第五铝电解电容CE5及稳压芯片U3；二级降压子电路用于向主控芯片U4提供3.3V的工作电压，让设备能进行正常工作和控制。

三、通信单元223

通信单元223包括无线通信单元，无线通信单元包括WIFI通信电路(参见图19)、蓝牙电路及zigbee电路中的任意一种或几种。

因此，本发明可通过WIFI、蓝牙、zigbee等无线通信技术控制按压部件3进行按压动作。

相应地，外部终端内设有按压控制点，按压控制点与电磁模块23一一对应。

需要说明的是，可在外部终端(即用户侧)上设置操作系统及操作界面，并将操作系统中的控制点与多点按压装置的按压点一一对应，用户可以选择多点按压装置按照事先烧录在主控芯片中的程序进行按压操作，也可以选择直接远程控制多点按压装置进行模拟按压操作。

因此，本发明可灵活选择通过操作界面执行模拟按压操作或执行事先烧录在主控芯片中的程序，从而远程控制多点按压装置工作，使用更加灵活方便。同时，本发明与上位机之间为无线通信，因此可放置在一些不方便人亲自操作的环境下，通过上位机进行远程操作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。