人手掌指關節(jié)運動檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測人手手指關節(jié)運動角度和狀態(tài)的數(shù)據(jù)手套。
【背景技術】
[0002]由于科學技術的發(fā)展，機器人逐漸在越來越大的范圍內被使用，遙操作機器人作為一種性能可靠、技術成熟的機器人被廣泛用于各種危險的、情況復雜的、人類無法到達的環(huán)境中工作，它采用的是非?？煽康目刂品绞?，直接由操作者發(fā)出指令來控制。隨著遙操作機器人執(zhí)行的任務越來越復雜，使得人們在追求可靠性的同時，還對其靈活性提出了更高的要求，而要對復雜的機械手實施遙操作，控制機械手多個手指的多個關節(jié)一起協(xié)調運動，以實現(xiàn)特定功能，這就需用到數(shù)據(jù)手套，數(shù)據(jù)手套是對機器人的機械手實施遙操作的最有效裝置，它通過測量操作者手指各個指節(jié)的位置信息作為控制指令控制機械手的手指跟蹤人手手指運動。此外，近年來虛擬仿真技術不斷發(fā)展，其主要的交互設備就是數(shù)據(jù)手套，例如在一個由計算機虛擬的場景里，控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機器等，還有游戲、3D動畫制作都需要用到數(shù)據(jù)手套。數(shù)據(jù)手套的彎曲傳感器是數(shù)據(jù)手套的核心部件，世界上只有少數(shù)幾個國家能研制，所以數(shù)據(jù)手套的價格極為昂貴，單只手套售價高達六七萬元人民幣，而且現(xiàn)有的數(shù)據(jù)手套傳感器壽命短，不易更換，嚴重影響了數(shù)據(jù)手套的普及、推廣使用。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)手套價格昂貴、系統(tǒng)復雜、維護困難等缺點，提出了一種外置傳感器檢測關節(jié)運動的方法，極大降低數(shù)據(jù)手套的成本。本發(fā)明的難點在于依附在人手外部構架的設計，因為外置傳感器的體積較大，再加上搖臂、連桿等聯(lián)動機構，會干擾手指的運動，但本發(fā)明通過對外部構架的優(yōu)化設計，在關節(jié)基座之間采用獨特的連接方式，并對關節(jié)測量點巧妙布局，降低或消除了檢測機構對操作者手指運動的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時，手指關節(jié)的運動還能保持最大程度的靈活和輕巧。本發(fā)明是用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由電位器基座，搖臂，連桿，電位器組成，該裝置安裝在對應的人手掌指關節(jié)上方；人手掌指關節(jié)運動檢測裝置的鉸接處安裝有測量關節(jié)動作的電位器，用于檢測掌指關節(jié)運動的角度和狀態(tài)。本發(fā)明使用簡單，穿戴方便，容易維護，并可極大降低數(shù)據(jù)手套的成本。
【附圖說明】
[0004]圖1是人手掌指關節(jié)運動檢測裝置的三視圖及軸測圖。
[0005]圖2是人手掌指關節(jié)運動檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0006]如圖1和圖2所示，所述人手掌指關節(jié)運動檢測裝置包括電位器基座29，搖臂27，連桿38，電位器18，所述第一電位器18的軸與電位器基座29底部(內嵌軸承39)通過螺釘36固接，所述電位器基座29的孔座L與第二電位器18通過螺釘36固接，所述第二電位器18的軸與搖臂27 (內嵌軸承23) —端通過螺釘36固接，所述搖臂27另一端與連桿38 —端通過螺釘24鉸接。動作實施過程:人手掌指關節(jié)(MP)的運動可分解為兩個方向上的分運動，一個是豎直平面上的屈伸運動，另一個是水平面上的外展和內收運動，操作者的近指節(jié)與連桿38無鉸接的一端相連，當操作者的掌指關節(jié)(MP)做屈伸運動時，則近指節(jié)帶動連桿38在豎直平面內運動，從而帶動與搖臂27固接的第二電位器18的軸轉動，使孔座L內的第二電位器18能測量出操作者掌指關節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)；當操作者掌指關節(jié)(MP)做外展和內收運動時，則近指節(jié)帶動連桿38在水平面內運動，在該動作方向上，連桿38與搖臂27是剛性連接的，所以近指節(jié)直接帶動第一電位器18的軸轉動，使得第一電位器18能測量出操作者掌指關節(jié)(MP)外展和內收的角度和狀態(tài)。
[0007]作為本發(fā)明的另一實例，也可以用其他傳感器代替電位器，同樣可以起到檢測人手掌指關節(jié)運動的角度和狀態(tài)，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0008]在不使本發(fā)明的原理受到損害的情況下，上述構成的細節(jié)和【具體實施方式】僅僅是當做例子和圖示的東西，它可以不脫離本發(fā)明的范圍而廣泛改變，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
【主權項】
1.一種人手掌指關節(jié)運動檢測裝置，用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由電位器基座(29)，搖臂(27)，連桿(38)，電位器(18)組成； 其特征在于: 該裝置安裝在對應的人手掌指關節(jié)上方； 人手掌指關節(jié)運動檢測裝置的鉸接處安裝有測量關節(jié)動作的電位器(18)，用于檢測掌指關節(jié)運動的角度和狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的人手掌指關節(jié)運動檢測裝置，其特征在于:所述第一電位器(18)的軸與電位器基座(29)底部通過螺釘(36)固接，所述電位器基座(29)的孔座(L)與第二電位器(18)通過螺釘(36)固接，所述第二電位器(18)的軸與搖臂(27) —端通過螺釘(36)固接，所述搖臂(27)另一端與連桿(38) —端通過螺釘(24)鉸接。
【專利摘要】人手掌指關節(jié)運動檢測裝置，它涉及了一種檢測人手手指運動狀態(tài)的數(shù)據(jù)手套。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的數(shù)據(jù)手套傳感器價格昂貴，系統(tǒng)復雜，維護困難等缺點，設計了一種依附在人手外部檢測關節(jié)運動的裝置，采用獨特的連接方式以及巧妙的關節(jié)測量點布局，降低或消除了檢測機構對操作者手指運動的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時，手指的運動能保持最大程度的靈活和輕巧，且關節(jié)的運動狀態(tài)都能被精確檢測到，從而使被控制的從手的手指關節(jié)與操作者對應的手指關節(jié)協(xié)同一致動作，將多個自由度從手復雜的控制變得直觀、簡單、方便。
【IPC分類】B25J21-02
【公開號】CN104552343
【申請?zhí)枴緾N201310491477
【發(fā)明人】蘇茂
【申請人】蘇茂
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月18日