拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置的制造方法
【專利摘要】拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置，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(fù)雜，維護困難等缺點，設(shè)計了一種依附在人手外部檢測關(guān)節(jié)運動的裝置，采用獨特的連接方式以及巧妙的關(guān)節(jié)測量點布局，降低或消除了檢測機構(gòu)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(guān)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(guān)節(jié)與操作者對應(yīng)的手指關(guān)節(jié)協(xié)同一致動作，將多個自由度從手復(fù)雜的控制變得直觀、簡單、方便。
【專利說明】
拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測人手手指關(guān)節(jié)運動的角度和狀態(tài)的數(shù)據(jù)手套。
【背景技術(shù)】
[0002]由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人逐漸在越來越大的范圍內(nèi)被使用，遙操作機器人作為一種性能可靠、技術(shù)成熟的機器人被廣泛用于各種危險的、情況復(fù)雜的、人類無法到達的環(huán)境中工作，它采用的是非?？煽康目刂品绞剑苯佑刹僮髡甙l(fā)出指令來控制。隨著遙操作機器人執(zhí)行的任務(wù)越來越復(fù)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(fù)雜的機械手實施遙操作，控制機械手多個手指的多個關(guān)節(jié)一起協(xié)調(diào)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(shù)不斷發(fā)展，其主要的交互設(shè)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(yán)重影響了數(shù)據(jù)手套的普及、推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)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(fù)雜、維護困難等缺點，提出了一種外置傳感器檢測關(guān)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(gòu)架的設(shè)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(gòu)，會干擾手指的運動，但本發(fā)明通過對外部構(gòu)架的優(yōu)化設(shè)計，在關(guān)節(jié)基座之間采用獨特的連接方式，并對關(guān)節(jié)測量點巧妙布局，降低或消除了檢測機構(gòu)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(guān)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，由手掌基座，腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)，拇指掌指節(jié)基座，拇指近指節(jié)基座，拇指遠指節(jié)基座，電位器，球頭，球頭扣連桿，電位器蓋，軸承，螺釘，連桿和搖臂組成，該裝置穿戴在操作者拇指上，手掌基座、拇指掌指節(jié)基座、拇指近指節(jié)基座和拇指遠指節(jié)基座的鉸接處均安裝有測量關(guān)節(jié)動作的電位器，用于檢測拇指掌指關(guān)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是本發(fā)明的整體軸側(cè)圖。
[0005]圖2是拇指運動檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0006]【具體實施方式】一:如圖1和圖2所示，所述腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)100包括電位器基座29，左軸承蓋30，右軸承蓋31，直線軸承32，長軸33，電位器18，球頭扣34。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豎直面上的孔座與第二電位器18通過螺釘35固接，所述第二電位器18的軸與左軸承蓋30通過螺釘36固接，所述直線軸承32被左軸承蓋30和右軸承蓋31通過螺釘36固定，所述長軸33插入直線軸承32內(nèi)，所述長軸33與直線軸承32之間為滑動連接，所述長軸33 —端與球頭扣34固接。
[0007]【具體實施方式】二:如圖1和圖2所示，所述拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置包括與手掌基座102順序鉸接的拇指掌指節(jié)基座5、拇指近指節(jié)基座4和拇指遠指節(jié)基座3，每相鄰的兩個基座鉸接處均安裝有測量關(guān)節(jié)動作的電位器，檢測拇指各個指節(jié)運動的角度和狀態(tài)。所述拇指掌指節(jié)基座5固定于人手的拇指掌指節(jié)部位，所述拇指掌指節(jié)基座5采用“C”形包圍拇指掌指節(jié)，開口朝向拇指與手掌連接的一側(cè)，在該基座位于拇指掌指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂F，外側(cè)面位置設(shè)有一孔座G。所述拇指掌指節(jié)基座5的搖臂F與腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)100通過球頭20和球頭扣34配合成的球形鉸鏈進行連接，所述腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)100底部的第一電位器18固定于手掌基座102的孔座Z內(nèi)。動作實施過程:當(dāng)操作者的腕掌關(guān)節(jié)(CP)運動時，依附于拇指掌指節(jié)上的拇指掌指節(jié)基座5跟隨一起運動，并通過拇指掌指節(jié)基座5的搖臂F推拉球頭扣34，從而帶動腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)100轉(zhuǎn)動，使孔座Z內(nèi)的電位器18能測量出操作者的腕掌關(guān)節(jié)(CP)運動的角度和狀態(tài)。
[0008]在不使本發(fā)明的原理受到損害的情況下，上述構(gòu)成的細節(jié)和【具體實施方式】僅僅是當(dāng)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(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置，用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由手掌基座(102)，腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)(100)，拇指掌指節(jié)基座(5)，拇指近指節(jié)基座(4)，拇指遠指節(jié)基座(3)，電位器(18)，球頭(20)，球頭扣連桿(21)，電位器蓋(22)，軸承(23)，螺釘(24、35、36)，連桿(26)和搖臂(19、25、27、28)組成； 其特征在于: 該裝置穿戴在操作者拇指上； 手掌基座(102)、拇指掌指節(jié)基座(5)、拇指近指節(jié)基座(4)和拇指遠指節(jié)基座(3)的鉸接處均安裝有測量關(guān)節(jié)動作的電位器(18)，用于人手拇指關(guān)節(jié)運動的角度和狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置，其特征在于:所述腕掌關(guān)節(jié)檢測機構(gòu)(100)包括電位器基座(29)，左軸承蓋(30)，右軸承蓋(31)，直線軸承(32)，長軸(33)，電位器(18)，球頭扣(34)，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)豎直面上的孔座與第二電位器(18)通過螺釘(35)固接，所述第二電位器(18)的軸與左軸承蓋(30)通過螺釘(36)固接，所述直線軸承(32)被左軸承蓋(30)和右軸承蓋(31)通過螺釘(36)固定，所述長軸(33)插入直線軸承(32)內(nèi)，所述長軸(33)與直線軸承(32)之間為滑動連接，所述長軸(33) —端與球頭扣(34)固接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拇指掌指關(guān)節(jié)運動桿式檢測裝置，其特征在于:所述拇指掌指節(jié)基座(5)固定在人手的拇指掌指節(jié)部位，所述拇指掌指節(jié)基座(5)采用“C”形包圍拇指掌指節(jié)，開口朝向拇指與手掌連接的一側(cè)，在該基座位于拇指掌指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂(F)，外側(cè)面位置設(shè)有一孔座(G)，拇指掌指節(jié)基座(5)的搖臂(F)與另一搖臂(19)通過球頭(20)和球頭扣連桿(21)鉸接，所述搖臂(19)與電位器(18)的軸通過螺釘(35)固接，所述電位器(18)通過螺釘(35)固定于手掌基座(102)的孔座(Z)內(nèi)。
【文檔編號】B25J19/02GK105881587SQ201410741398
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】蘇茂
【申請人】蘇茂