一种安防机械臂的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及到一种安防机械臂。

背景技术：

近几年暴力恐怖案件时有发生，为了保护人民群众的生命财产安全，在火车站，机场，都长期有武警官兵不顾个人安危奋战在一线，长期坚守岗位。尤其是夜晚值班时他们更是危险万分，而现有技术中仍然没有方便武警同志携带，并且可以一定程度上实现自动反馈做出防护机制，从而第一时间帮助武警值夜同志快速做出反应，以应对突如其来的恐怖袭击，同时也不会出现过度防御的设备。

由此我们设计基于单片机设计的可穿戴的安防机械臂。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种安防机械臂，可自动监测人体的生理情况，兼备盾牌、抓捕网和报警装置等多功能。

根据本发明实施例的安防机械臂，包括：

手臂部件，所述手臂部件与人体的手掌及小手臂贴合设置，且包括手掌区和手臂区；

机械盾牌，所述机械盾牌设置于所述手臂区的正上方；

纤维抓捕网，所述纤维抓捕网设置于所述手臂区的正下方。

有利地，所述手臂部件的手掌区和手臂区分别设置有表层、电路层和底层，所述表层、电路层和底层依次连接。

有利地，所述电路层设置有at89c51单片机、晶振与复位电路、信号放大与整形电路、报警电路、应急电路以及心率血氧传感器。

有利地，所述信号放大与整形电路采用一阶有源滤波电路，所述一阶有源滤波电路应满足以下公式：

放大倍数：

截止频率：

有利地，所述信号放大与整形电路采用施密特触发器电路，所述施密特触发器电路应满足以下公式:

正向阈值电压:

负向阈值电压:

vth＝0.5倍输入电压

回差电压：δvt＝vt+-vt_

其中，r7小于r8。

有利地，所述安防机械臂还设置有防狼喷雾。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的安防机械臂的电路示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的安防机械臂的系统示意图；

图3是根据本发明一个实施例的安防机械臂的结构示意图；

1、手臂区；2、手掌区；3、机械盾牌；4、纤维抓捕网；5、电源系统。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的安防机械臂。

如图1～3所示，根据本发明实施例的安防机械臂，包括手臂部件、机械盾牌3、纤维抓捕网4和电源系统5(由于是本行业内技术人员的公知常识，故在此不再赘述)。

详细地说，手臂部件是本发明的安防机械臂的大面积部件，包括手掌区2和手臂区，手掌区2和手臂区一体成型。其中，手臂区和手掌区2的交界处需要设置柔性机构，便于手掌的灵活运动。柔性机构可以是高分子纤维材质连接布或者弹簧等。

机械盾牌3设置于手臂区的正上方，纤维抓捕网4设置于手臂区的正下方。机械盾牌3包括本体以及沿本体的宽度方向向两边延伸形成的第一侧边和第二侧边，该本体上设置有u型缺口，该u型缺口用于便于手掌区2的活动。

纤维抓捕网4包括壳体、开关结构、喷射机构和抓捕网，抓捕网内置于喷射机构，喷射机构内置于壳体，开关结构用于控制喷射机构的工作。快速发射一张抓捕网(纤维网)，且网的弹性和韧性非常的高。可以根据实际情况进行发射抓捕目标。广泛适用于警察的抓捕，现场执法需要，适用于、铁路、矿山、资源保护区以及工厂、银行、商场、公共娱乐等场所的追捕和治安安保工作，在需要制止或抓捕犯罪嫌疑人的时候，当一进入发射器的有效距离时，只要按下发射扳机就可以弹射出一张抓捕网，即能将目标罩住。

手掌区2和手臂区分别设置有表层、电路层和底层，所述表层、电路层和底层依次连接。电路层设置有at89c51单片机、晶振与复位电路、信号放大与整形电路、报警电路、应急电路以及心率血氧传感器。

详细地说，如图2所示，at89c51单片机和晶振与复位电路是配合使用的，晶振选择频率为12mhz，电容选择30pf，计算得单片机工作的机器周期为：12×(1÷12m)＝1us。at80c51单片机的复位是使cpu和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。时钟电路工作后，在rest管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初始复位。

信号放大与整形电路采用一阶有源滤波电路，所述一阶有源滤波电路应满足以下公式：

放大倍数：

截止频率：

信号放大与整形电路采用施密特触发器电路，所述施密特触发器电路应满足以下公式:

正向阈值电压:

负向阈值电压:

vth＝0.5倍输入电压

回差电压：δvt＝vt+-vt_

其中，r7小于r8。

报警电路是指，当测试的心率血氧数不正常时，系统给以警报，在软件中设置正常的心率血氧数是在40～260之间。

应急电路是指，当测试的心率血氧数不正常时，触发应急电路，在软件中设置正常的心率血氧数是在40～260之间。不在此范围，则开启定时器中断，p2.1引脚打开，触发应急电路，将低电压转为高电压将危险源击倒，从而实现个人防护。

心率血氧传感器的工作原理：在一定的波长环境中，物质的吸光度与浓度呈正相关；正因为如此，可通过检测照射在人体组织后的光强，通过与正常参数的对比从而反映出被照射组织的结构特征。

针对人体而言，心率血氧主要是通过人体动脉的舒张和收缩而产生的，尤其是在人体的指尖部位，心率血氧含量极高。故此，相对于人体的其他组织，利用光电式心率血氧传感器通过手指检测光强就显得较为方便。

组织的半透明度与人体的血液流动有关，随着心脏的搏动而改变，尤其是在指尖、耳垂等部位变化较为明显。

故此通过使用光电式心率血氧传感器采集人体手指的信号，将人体由于血液循环而随之周期性改变的血氧量的变化转换为相应的电信号的变化，通过一系列的电信号处理，即可将人体的心率血氧量的变化转换为便于观察、监测的数字信号。

根据本发明实施例的安防机械臂，还有以下附加结构：

摄像显微装置：为了记录警察使用电击的操作过程，减少警察的错误操作，机械臂上还有连接数据线的usb插口，能够随时将这些数据下载到电脑上。这些记录一方面能够避免警察自身遭受恶意投诉，另一方面也能督警察的执法行为，为违法违规使用电击案件提供证据，维护无辜群众的合法权益。安装微型摄像装置，记录执法全过程。

催泪喷雾剂或防狼喷雾：催泪喷雾剂携带方便，使用较为简单，可在较短时间内使目标丧失攻击能力，给目标造成很大的痛苦，具有较好的震慑能力，适合用于对付手持凶器的犯罪嫌疑人。但是由于大部分目标嫌疑人因未感受过喷雾剂的效果而低估其威力，使得很多目标会对警察的警告无动于衷，加上被喷之后不会立即产生作用，很多手持凶器的目标会继续攻击警察，因此使用尚有一定的危险性，但是配合使用效果很好。

最主要的设备还是高压电击的防护，会立即产生50000伏的高压脉冲，干扰中枢系统与人体肌肉的电信号传递，造成肌肉痉挛、无力、失能。

逐性警械主要有警棍、催泪弹、催泪喷射器、高压水枪、防暴枪等；约束性警械主要有警绳、手铐、脚镣等。然而基层民警在执法过程中，可能会遇到醉酒者、精神病患者、面对警察情绪激动者以及犯罪后准备1.测量时不需要对被测量者造成创伤，直接戴在体表就行，不需要侵入体内，不过多影响佩戴者的其他活动，对人体没有过多影响。

为了记录警察使用电击的操作过程，减少警察的错误操作，机械臂上还有连接数据线的usb插口，能够随时将这些数据下载到电脑上。这些记录一方面能够避免警察自身遭受恶意投诉，另一方面也能督警察的执法行为，为违法违规使用电击案件提供证据，维护无辜群众的合法权益。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。