残疾人智能交互系统：头部动作识别硬件设计

"该文介绍了针对残疾人的智能交互系统，主要关注头部动作识别系统的硬件设计。系统采用三轴陀螺仪L3G4200D和三轴加速度传感器ADXL345来测量头部运动，结合机械臂实现对环境的互动。硬件设计包括驱动单元、机械臂结构和人机接口，旨在为残疾人提供日常生活帮助。" 文章详细讨论了为残疾人士设计的一种智能交互系统，其核心是头部动作识别。这个系统利用先进的传感器技术来捕捉头部的运动，以实现与外部世界的交互。其中，硬件框架的核心组成部分包括： 1. **头部运动测量单元**：这一单元采用了三轴陀螺仪L3G4200D和三轴加速度传感器ADXL345。这两款传感器分别负责检测头部的旋转和线性加速度，通过它们的数据融合，能够精确地获取头部在三维空间中的运动状态，如倾斜、旋转等。 2. **执行器驱动单元**：这部分设计采用了MOSFET驱动，具有电流反馈功能，能够确保驱动机械臂的高效和安全运行。 3. **机械臂结构设计**：机械臂采用线性执行器电动推杆，具备1500N的推力，速度可调范围从2mm/s到60mm/s，行程达到200mm。其底盘支持360度全向旋转，水平作用距离可达1.2m，垂直作用距离1.0m。腕关节可360度旋转，夹持机构开合行程为30mm，适应各种家庭应用场景。 4. **人机接口**：通过头部动作识别，人可以直接控制机械臂，实现抓取和放置物体，增强了残疾人的生活自理能力。 文中还对比了其他类型的人机交互技术，如唇部检测、EOG信号检测、双目视觉智能轮椅和语音识别，强调了头部动作识别系统的独特优势和适用场景。 这种头部动作识别系统的硬件设计展示了人工智能在助残领域的潜力，通过高精度的传感器和智能执行机构，为残疾人提供了一种直观且有效的交互方式。这种技术不仅有助于改善残疾人的生活质量，也为未来更智能、更人性化的辅助设备设计提供了参考。