專利名稱：外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)人手手指運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并具有雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)和力反饋功能的數(shù)據(jù)手套。
背景技術(shù)：
由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人逐漸在越來(lái)越大的范圍內(nèi)被使用，遙操作機(jī)器人作為一種性能可靠、技術(shù)成熟的機(jī)器人被廣泛用于各種危險(xiǎn)的、情況復(fù)雜的、人類無(wú)法到達(dá)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(lái)控制。隨著遙操作機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，使得人們?cè)谧非罂煽啃缘耐瑫r(shí)，還對(duì)其靈活性提出了更高的要求，而要對(duì)復(fù)雜的機(jī)械手實(shí)施遙操作，控制機(jī)械手多個(gè)手指的多個(gè)關(guān)節(jié)一起協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)特定功能，這就需用到數(shù)據(jù)手套，而具有力反饋功能的數(shù)據(jù)手套是對(duì)機(jī)器人的機(jī)械手實(shí)施遙操作的最有效裝置，它通過(guò)測(cè)量操作者手指各個(gè)指節(jié)的位置信息作為控制指令·控制機(jī)械手的手指跟蹤人手手指運(yùn)動(dòng)，并能將機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況在數(shù)據(jù)手套上模擬出來(lái)，作用在操作者的手上，使操作者產(chǎn)生很強(qiáng)的臨場(chǎng)感。此外，近年來(lái)虛擬仿真技術(shù)不斷發(fā)展，其主要的交互設(shè)備就是力反饋數(shù)據(jù)手套，例如在一個(gè)由計(jì)算機(jī)虛擬的場(chǎng)景里，控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機(jī)器等，還有游戲、3D動(dòng)畫制作等都需要用到力反饋數(shù)據(jù)手套，但目前市場(chǎng)上的力反饋數(shù)據(jù)手套系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格極為昂貴，使其無(wú)法大量普及、推廣和使用。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的力反饋數(shù)據(jù)手套價(jià)格昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，提出了一種將外置角度傳感器和關(guān)節(jié)雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)合為一體，在檢測(cè)人手關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息的同時(shí)也將反饋回來(lái)的力覺(jué)信息轉(zhuǎn)化成力或力矩直接作用于人手的方法，極大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的力反饋數(shù)據(jù)手套系統(tǒng)。本實(shí)用新型是用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手等交互作用的裝置，由手套、手掌基座、拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，手掌基座固定在手套上的手掌部位，拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別固定于手套上的姆指、食指、中指、無(wú)名指和小指部位，并各自通過(guò)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與手掌基座鉸接。本實(shí)用新型在關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)部件里加入了離合器，當(dāng)系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接被驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)，并對(duì)關(guān)節(jié)施加力的作用，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有力反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷開被驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的連接，減少和降低了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的阻力，使關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)更加順暢。力反饋數(shù)據(jù)手套五個(gè)手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度由設(shè)置在手套上相應(yīng)的角度傳感器通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法測(cè)量，所有關(guān)節(jié)在其運(yùn)動(dòng)方向或復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的分解方向上都設(shè)置有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)部件，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件又與被驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上相應(yīng)的角度傳感器配合工作形成閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)力反饋控制并提高其精確性。本實(shí)用新型可以精確、靈敏地檢測(cè)出拇指、食指、中指、無(wú)名指、小指的各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)具有雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)和力反饋功能，使用簡(jiǎn)單，穿戴方便，容易維護(hù)，并可極大降低力反饋數(shù)據(jù)手套的成本。[0006]
圖I是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的軸側(cè)圖。圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的下視圖。圖3是手套101與手掌基座102及各指節(jié)機(jī)構(gòu)分解示意圖。圖4是驅(qū)動(dòng)部件111的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103的腕掌關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103的放大視圖。圖7是拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的三視圖及軸測(cè)圖。圖9是掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的三視圖及軸測(cè)圖。圖11是關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104的結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)106的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15是小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110的三視圖及軸測(cè)圖。圖16是小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17是小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)107的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型主要零部件101.手套102.手掌基座103.拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 105.中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 106.無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)107.小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108.掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 109.關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110.小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 111.驅(qū)動(dòng)部件3.拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座4.姆指近指節(jié)基座5.姆指掌指節(jié)基座6.食指遠(yuǎn)指節(jié)基座9.中指遠(yuǎn)指節(jié)基座12.無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座15.小指遠(yuǎn)指節(jié)基座18.角度傳感器20.球頭21.球頭扣連桿22.齒輪箱底座29.掌指關(guān)節(jié)基座40.微型電機(jī)41.離合器摩擦片42.摩擦片滑桿43.回位拉簧44.離合器蓋53.指節(jié)基座58.指節(jié)基座60.減速齒輪組具體實(shí)施方式
一如圖I、圖2和圖3所示，所述外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，包括手套101、手掌基座102、拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103、食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104、中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105、無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)106、小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)107和掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108。所述外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套可適用于大多數(shù)操作者不同大小的手型，所以大部分部件均預(yù)設(shè)有多個(gè)呈直線排列的安裝孔，使操作者可根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的位置安裝相關(guān)部件，讓數(shù)據(jù)手套的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)與操作者手指的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)。所述手套101使用橡膠、棉、布、皮等柔性材料制成，以保證操作者帶上手套后，手指的各個(gè)關(guān)節(jié)仍能靈活運(yùn)動(dòng)。所述手掌基座102設(shè)有孔座A、B、C、D、E，應(yīng)使B、C、D和E四個(gè)孔座分別置于手套101所對(duì)應(yīng)的食指、中指、無(wú)名指和小指的掌指關(guān)節(jié)位置上方，并通過(guò)粘合或其他方式將手掌基座102固定于手套101的手掌部位。
具體實(shí)施方式
二 如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，所述拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103包括與手掌基座102順序絞接的姆指掌指節(jié)基座5、姆指近指節(jié)基座4和姆指遠(yuǎn)指節(jié)基座3，每相鄰的兩個(gè)基座鉸接處均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息的角度傳感器18及驅(qū)動(dòng)部件111，檢測(cè)拇指各個(gè)指節(jié)在 三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在驅(qū)動(dòng)部件111的作用下實(shí)現(xiàn)力反饋功能。如圖4所示，所述驅(qū)動(dòng)部件111包括微型電機(jī)40和離合器，所述離合器由離合器摩擦片41、摩擦片滑桿42、回位拉簧43、離合器蓋44組成，摩擦片滑桿42與微型電機(jī)40的軸固接，兩片離合器摩擦片41分別套入摩擦片滑桿42兩端，兩片離合器摩擦片41之間連接有回位拉簧43，離合器蓋44套入微型電機(jī)40的軸，離合器蓋44與微型電機(jī)40的軸之間為滑動(dòng)接觸，離合器蓋44上設(shè)有傳動(dòng)齒輪。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)微型電機(jī)40轉(zhuǎn)速高于一定值時(shí)，兩片離合器摩擦片41克服回位拉簧43的拉力分別向摩擦片滑桿42的兩末端滑動(dòng)并與離合器蓋44的內(nèi)壁接觸，對(duì)離合器蓋44產(chǎn)生摩擦力，帶動(dòng)離合器蓋44轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)微型電機(jī)40轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，兩片離合器摩擦片41在回位拉簧43的作用下向軸心方向滑動(dòng)，與離合器蓋44的內(nèi)壁分離，切斷離合器蓋44與微型電機(jī)40的連接。如圖5、圖6和圖7所示，所述拇指掌指節(jié)基座5通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的拇指掌指節(jié)部位，拇指掌指節(jié)基座5沿著人手拇指掌指節(jié)外部肌肉的不規(guī)則輪廓，采用半環(huán)形包圍(掌指節(jié)背面-掌指節(jié)外側(cè)面-掌指節(jié)正面)拇指掌指節(jié)，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與搖臂19通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接，所述搖臂19與角度傳感器18的軸通過(guò)螺釘35固接，所述角度傳感器18通過(guò)螺釘36固定在手掌基座102的孔座A內(nèi)，所述搖臂19上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂19的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在手掌基座102的孔座N內(nèi)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋45固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者的腕掌關(guān)節(jié)(CP)運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座A內(nèi)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者的腕掌關(guān)節(jié)(CP)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則孔座N內(nèi)的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂19動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則孔座N內(nèi)的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座A內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙拇指的腕掌關(guān)節(jié)(CP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖7所示，所述拇指近指節(jié)基座4通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的拇指近指節(jié)部位，拇指近指節(jié)基座4半包圍拇指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)，在該基座位于拇指近指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有兩個(gè)孔座H和K，兩個(gè)孔座的位置分別對(duì)應(yīng)于拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)和指間關(guān)節(jié)(DIP)。拇指近指節(jié)基座4與拇指掌指節(jié)基座5通過(guò)搖臂28、連桿26、搖臂27鉸接，所述搖臂28 (內(nèi)嵌軸承23)的底部與角度傳感器18的軸通過(guò)螺釘36固接，所述角度傳感器18由齒輪箱底座22及螺釘35固定在拇指近指節(jié)基座4的孔座H內(nèi)，所述搖臂28上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂28的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在拇指近指節(jié)基座4上，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋47和齒輪箱蓋48固定。所述搖臂28與連桿26 —端通過(guò)螺釘24鉸接，所述連桿26另一端與搖臂27通過(guò)螺釘24鉸接，所述搖臂27 (內(nèi)嵌軸承23)與角度傳感器18的軸通過(guò)螺釘36固接，所述角度傳感器18通過(guò)螺釘35固定在拇指掌指節(jié)基座5的孔座G內(nèi)，所述搖臂27上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂27的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在拇指掌指節(jié)基座5上，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋46固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程人手拇指的近指節(jié)可繞掌指關(guān)節(jié)(MP)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是平行于拇指近指節(jié)側(cè)面的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是平行于拇指近指節(jié)背面的外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于拇指近指節(jié)上的拇指近指節(jié)基座4跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)搖臂28和連桿26帶動(dòng)搖臂27轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座G內(nèi)與搖臂27聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指掌指節(jié)基座5上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂27動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指掌指節(jié)基座5上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)·搖臂27在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座G內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能；當(dāng)操作者拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該動(dòng)作方向上，拇指掌指節(jié)基座5與搖臂27、連桿26、搖臂28是剛性連接的，所以依附于拇指近指節(jié)上的拇指近指節(jié)基座4直接帶動(dòng)孔座H內(nèi)的角度傳感器18轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座H內(nèi)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指近指節(jié)基座4上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂28動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指近指節(jié)基座4上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂28在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座H內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙拇指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖7所示，所述拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座3通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的拇指遠(yuǎn)指節(jié)部位，拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座3的一端為包圍拇指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形,另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向拇指指間關(guān)節(jié)(DIP)，在該基座位于拇指遠(yuǎn)指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有一滑槽。拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座3與拇指近指節(jié)基座4通過(guò)搖臂25鉸接，所述搖臂25 —端嵌入拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座3的滑槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘24限位，所述搖臂25 (內(nèi)嵌軸承23)另一端與角度傳感器18的軸通過(guò)螺釘36固接，所述角度傳感器18由齒輪箱底座22及螺釘35固定在拇指近指節(jié)基座4的孔座K內(nèi)，所述搖臂25上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂25的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在拇指近指節(jié)基座4上，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋49固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者拇指的指間關(guān)節(jié)(DIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于拇指遠(yuǎn)指節(jié)上的拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座3跟隨一起運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)搖臂25轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座K內(nèi)與搖臂25聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者拇指的指間關(guān)節(jié)(DIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指近指節(jié)基座4上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂25動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則拇指近指節(jié)基座4上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂25在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座K內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙拇指的指間關(guān)節(jié)(DIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。
具體實(shí)施方式
三如圖I、圖8和圖9所示,所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108包括驅(qū)動(dòng)部件111、搖臂27、掌指關(guān)節(jié)基座29、連桿38、齒輪箱蓋50和兩個(gè)角度傳感器18。掌指關(guān)節(jié)基座29底部(內(nèi)嵌軸承39)與一個(gè)角度傳感器18的軸通過(guò)螺釘36固接，所述掌指關(guān)節(jié)基座29可繞底部角度傳感器(18) 的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述掌指關(guān)節(jié)基座29下部外緣設(shè)有齒輪59，齒輪59的軸心與掌指關(guān)節(jié)基座29底部的角度傳感器18的軸心重合，另一個(gè)角度傳感器18通過(guò)螺釘35固定在掌指關(guān)節(jié)基座29的孔座L內(nèi)，所述角度傳感器18的軸與搖臂27 (內(nèi)嵌軸承23)的一端通過(guò)螺釘36固接，所述搖臂27上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂27的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在掌指關(guān)節(jié)基座29上，所述搖臂27另一端與連桿38 —端通過(guò)螺釘24鉸接。
具體實(shí)施方式
四如圖I、圖10和圖11所示,所述關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109包括驅(qū)動(dòng)部件111、角度傳感器18、搖臂19、齒輪箱蓋51、齒輪箱蓋52和指節(jié)基座53。指節(jié)基座53設(shè)有一個(gè)孔座M和一排用于球頭20或螺釘24的安裝孔Q，所述角度傳感器18通過(guò)螺釘36固定于指節(jié)基座53的孔座M內(nèi)，所述孔座M內(nèi)的角度傳感器18的軸與搖臂19通過(guò)螺釘35固接，所述搖臂19上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂19的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在指節(jié)基座53上，所述搖臂19另一端固接球頭20。
具體實(shí)施方式
五如圖I、圖2、圖3、圖9、圖11和圖12所示，所述食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104包括與手掌基座102順序鉸接的掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108、食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109、食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109和食指遠(yuǎn)指節(jié)基座6，每相鄰的兩個(gè)機(jī)構(gòu)鉸接處均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器18及驅(qū)動(dòng)部件111，檢測(cè)食指各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在驅(qū)動(dòng)部件111的作用下實(shí)現(xiàn)力反饋功能。如圖9、圖11和圖12所示，所述食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的食指近指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍食指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的連桿38與食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109通過(guò)螺釘24鉸接于安裝孔Q處，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108底部的角度傳感器18固定在手掌基座102的孔座B內(nèi)，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的外緣齒輪59通過(guò)減速齒輪組60的配合與安裝在手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋54固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程人手食指的近指節(jié)可繞掌指關(guān)節(jié)(MP)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是平行于食指近指節(jié)側(cè)面的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是平行于食指近指節(jié)背面的外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于食指近指節(jié)的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿38帶動(dòng)搖臂27轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座L內(nèi)與搖臂27聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂27動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂27在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座L內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能；當(dāng)操作者食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該動(dòng)作方向上，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109與連桿38、搖臂27是剛性連接的，所以關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109直接帶動(dòng)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108繞其底部的角度傳感器18的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座B內(nèi)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的運(yùn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108在其運(yùn)動(dòng)方向 上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座B內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙食指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖12所示，所述食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的食指中指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍食指中指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的指節(jié)基座53通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者食指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者食指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者食指的中指節(jié)可繞食指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙食指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖12所示，所述食指遠(yuǎn)指節(jié)基座6通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的食指遠(yuǎn)指節(jié)部位，所述食指遠(yuǎn)指節(jié)基座6的一端為包圍食指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)，在該基座位于食指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面。所述食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與食指遠(yuǎn)指節(jié)基座6通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于食指遠(yuǎn)指節(jié)上的食指遠(yuǎn)指節(jié)基座6跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者食指的遠(yuǎn)指節(jié)可繞食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。
具體實(shí)施方式
六如圖I、圖2、圖3、圖9、圖11和圖13所示，所述中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105包括與手掌基座102順序鉸接的掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108、中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109、中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109和中指遠(yuǎn)指節(jié)基座9，每相鄰的兩個(gè)機(jī)構(gòu)鉸接處均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器18及驅(qū)動(dòng)部件111，檢測(cè)中指各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在驅(qū)動(dòng)部件111的作用下實(shí)現(xiàn)力反饋功能。如圖9、圖11和圖13所不，所述中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的中指近指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍中指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述掌指 關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的連桿38與中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109通過(guò)螺釘24鉸接于安裝孔Q處，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108底部的角度傳感器18固定在手掌基座102的孔座C內(nèi)，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的外緣齒輪59通過(guò)減速齒輪組60的配合與安裝在手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋55固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程人手中指的近指節(jié)可繞掌指關(guān)節(jié)(MP)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是平行于中指近指節(jié)側(cè)面的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是平行于中指近指節(jié)背面的外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于中指近指節(jié)的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿38帶動(dòng)搖臂27轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座L內(nèi)與搖臂27聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂27動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂27在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座L內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能；當(dāng)操作者中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該動(dòng)作方向上，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109與連桿38、搖臂27是剛性連接的，所以關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109直接帶動(dòng)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108繞其底部的角度傳感器18的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座C內(nèi)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的運(yùn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座C內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙中指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖13所示,所述中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的中指中指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍中指中指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的指節(jié)基座53通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者中指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者中指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者中指的中指節(jié)可繞中指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙中指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖13所示，所述中指遠(yuǎn)指節(jié)基座9通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101·上所對(duì)應(yīng)的中指遠(yuǎn)指節(jié)部位，所述中指遠(yuǎn)指節(jié)基座9的一端為包圍中指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)，在該基座位于中指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面。所述中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與中指遠(yuǎn)指節(jié)基座9通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于中指遠(yuǎn)指節(jié)上的中指遠(yuǎn)指節(jié)基座9跟隨一起運(yùn)動(dòng),并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者中指的遠(yuǎn)指節(jié)可繞中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。
具體實(shí)施方式
七如圖I、圖2、圖3、圖9、圖11和圖14所示，所述無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)106包括與手掌基座102順序鉸接的掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108、無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109、無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109和無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座12，每相鄰的兩個(gè)機(jī)構(gòu)鉸接處均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器18及驅(qū)動(dòng)部件111，檢測(cè)無(wú)名指各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在驅(qū)動(dòng)部件111的作用下實(shí)現(xiàn)力反饋功能。如圖9、圖11和圖14所示，所述無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的無(wú)名指近指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍無(wú)名指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的連桿38與無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109通過(guò)螺釘24鉸接于安裝孔Q處，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108底部的角度傳感器18固定在手掌基座102的孔座D內(nèi)，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的外緣齒輪59通過(guò)減速齒輪組60的配合與安裝在手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋55固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程人手無(wú)名指的近指節(jié)可繞掌指關(guān)節(jié)(MP)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是平行于無(wú)名指近指節(jié)側(cè)面的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是平行于無(wú)名指近指節(jié)背面的外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于無(wú)名指近指節(jié)的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿38帶動(dòng)搖臂27轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座L內(nèi)與搖臂27聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂27動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂27在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座L內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能；當(dāng)操作者無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該動(dòng)作方向上，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109與連桿38、搖臂27是剛性連接的，所以 關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109直接帶動(dòng)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108繞其底部的角度傳感器18的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座D內(nèi)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的運(yùn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座D內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙無(wú)名指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖14所示,所述無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的指節(jié)基座53通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的無(wú)名指中指節(jié)部位，所述指節(jié)基座53半包圍無(wú)名指中指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的指節(jié)基座53通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者無(wú)名指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者無(wú)名指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者無(wú)名指的中指節(jié)可繞無(wú)名指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙無(wú)名指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖11和圖14所示，所述無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座12通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)部位，所述無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座12的一端為包圍無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)，在該基座位于無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面。所述無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109的搖臂19與無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座12通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí),依附于無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)上的無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座12跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者無(wú)名指的遠(yuǎn)指節(jié)可繞無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻 礙無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。
具體實(shí)施方式
八如圖I、圖15和圖16所示，所述小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110包括驅(qū)動(dòng)部件111、角度傳感器18、搖臂19、齒輪箱蓋57和指節(jié)基座58。所述指節(jié)基座58設(shè)有一個(gè)孔座P和一排用于球頭20或螺釘24的安裝孔R(shí)，所述角度傳感器18通過(guò)螺釘35固定在指節(jié)基座58的孔座P內(nèi)，所述孔座P內(nèi)的角度傳感器18的軸與搖臂19通過(guò)螺釘35固接，所述搖臂19上的齒輪軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，所述搖臂19的齒輪通過(guò)減速齒輪組60的配合與驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)部件111安裝在指節(jié)基座58上，所述搖臂19另一端固接球頭20。
具體實(shí)施方式
九如圖I、圖2、圖3、圖9、圖16和圖17所示，所述小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)107包括與手掌基座102順序絞接的掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108、小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110、小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110和小指遠(yuǎn)指節(jié)基座15，每相鄰的兩個(gè)機(jī)構(gòu)鉸接處均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器18及驅(qū)動(dòng)部件111，檢測(cè)小指各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在驅(qū)動(dòng)部件111的作用下實(shí)現(xiàn)力反饋功能。如圖9、圖16和圖17所示,所述小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的指節(jié)基座58通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的小指近指節(jié)部位，所述指節(jié)基座58半包圍小指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的連桿38與小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110通過(guò)螺釘24鉸接于安裝孔R(shí)處，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108底部的角度傳感器18固定在手掌基座102的孔座E內(nèi)，所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的外緣齒輪59通過(guò)減速齒輪組60的配合與安裝在手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋56固定。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程人手小指的近指節(jié)可繞掌指關(guān)節(jié)(MP)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將其分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是平行于小指近指節(jié)側(cè)面的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是平行于小指近指節(jié)背面的外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者小指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于小指近指節(jié)的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110跟隨一起運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿38帶動(dòng)搖臂27轉(zhuǎn)動(dòng),使得孔座L內(nèi)與搖臂27聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者小指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，搖臂27動(dòng)作不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂27在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座L內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙小指的掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能；當(dāng)操作者小指的掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該動(dòng)作方向上，小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110與連桿38、搖臂27是剛性連接的，所以小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110直接帶動(dòng)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108繞其底部的角度傳感器18的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得孔座E內(nèi)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者小指的掌指關(guān)節(jié)(MP)外展或內(nèi)收的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108的運(yùn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則手掌基座102上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)孔座E內(nèi)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙小指的掌指關(guān)節(jié) (MP)外展或內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖16和圖17所不，所述小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的指節(jié)基座58通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的小指中指節(jié)部位，所述指節(jié)基座58半包圍小指中指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)。所述小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110的搖臂19與小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110的指節(jié)基座58通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者小指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)Iio跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者小指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者小指的中指節(jié)可繞小指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)Iio上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙小指的近端指間關(guān)節(jié)(PIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。如圖16和圖17所示，所述小指遠(yuǎn)指節(jié)基座15通過(guò)粘合或其他方式固定于手套101上所對(duì)應(yīng)的小指遠(yuǎn)指節(jié)部位，所述小指遠(yuǎn)指節(jié)基座15的一端為包圍小指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)，在該基座位于小指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面。所述小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110的搖臂19與小指遠(yuǎn)指節(jié)基座15通過(guò)球頭20和球頭扣連桿21配合的球形鉸鏈連接。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程當(dāng)操作者小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，依附于小指遠(yuǎn)指節(jié)上的小指遠(yuǎn)指節(jié)基座15跟隨一起運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)球頭扣連桿21帶動(dòng)小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的搖臂19轉(zhuǎn)動(dòng)，使得與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18能測(cè)量出操作者小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)屈伸的角度和狀態(tài)，當(dāng)控制系統(tǒng)無(wú)力反饋信號(hào)時(shí)，則小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的驅(qū)動(dòng)部件111無(wú)動(dòng)作，操作者小指的遠(yuǎn)指節(jié)可繞小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)轉(zhuǎn)動(dòng)不受干擾，當(dāng)控制系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，則小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110上的驅(qū)動(dòng)部件111啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組60的配合對(duì)搖臂19在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂19聯(lián)動(dòng)的角度傳感器18檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)(DIP)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。作為本實(shí)用新型的另一實(shí)例，也可以用其他傳感器代替角度傳感器，同樣可以起到檢測(cè)人手手指各個(gè)指節(jié)在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目的，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。作為本實(shí)用新型的又一實(shí)例，也可以讓固接有傳動(dòng)齒輪的微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)代替驅(qū)動(dòng)部件111，直接驅(qū)動(dòng)減速齒輪組60或關(guān)節(jié)，省去離合器環(huán)節(jié)，同樣可以對(duì)關(guān)節(jié)起到施加力的作用，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的?！0063]在不使本實(shí)用新型的原理受到損害的情況下，上述構(gòu)成的細(xì)節(jié)和具體實(shí)施方式
僅僅是當(dāng)做例子和圖示的東西，它可以不脫離本實(shí)用新型的范圍而廣泛改變，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由手套(101)、手掌基座(102)、拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(103)、食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)、中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(105)、無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(106)、小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(107)和掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)組成； 其特征在于 該裝置穿戴在操作者手上； 手掌基座(102)固定在手套(101)上的手掌部位，手掌基座(102)上的孔座(B、C、D、E)分別置于手套(101)所對(duì)應(yīng)的食指、中指、無(wú)名指和小指的掌指關(guān)節(jié)位置上方； 拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(103)安裝在手套(101)上的拇指部位，與手掌基座(102)鉸接；食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)安裝在手套(101)上的食指部位，通過(guò)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)與手掌基座(102)鉸接； 中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(105)安裝在手套(101)上的中指部位，通過(guò)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)與手掌基座(102)鉸接； 無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(106)安裝在手套(101)上的無(wú)名指部位，通過(guò)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)與手掌基座(102)鉸接； 小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(107)安裝在手套(101)上的小指部位，通過(guò)掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)與手掌基座(102)鉸接； 各鉸接部位均安裝有檢測(cè)關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器(18)及驅(qū)動(dòng)部件(111)，在檢測(cè)手指各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)的同時(shí)可根據(jù)需要對(duì)其施加力的作用實(shí)現(xiàn)力反饋控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述拇指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(103)包括拇指掌指節(jié)基座(5)、拇指近指節(jié)基座(4)、拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(3)、手套(101)、手掌基座(102)、驅(qū)動(dòng)部件(111)、角度傳感器(18)、球頭(20)、球頭扣連桿(21)、齒輪箱底座(22)、軸承(23)、螺釘(24、35、36)、連桿(26)、搖臂(19、25、27、28)、齒輪箱蓋(46、47、48、49)和減速齒輪組(60);拇指掌指節(jié)基座(5)固定在手套(101)上所對(duì)應(yīng)的拇指掌指節(jié)部位，并沿著人手拇指掌指節(jié)外部肌肉的不規(guī)則輪廓，采用“C”形包圍拇指掌指節(jié)，開口朝向拇指掌指節(jié)與手掌肌肉相連一側(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(guò)球頭(20)和球頭扣連桿(21)配合的球形鉸鏈連接，所述搖臂(19)通過(guò)螺釘(35)固接于角度傳感器(18)的軸上，角度傳感器(18)通過(guò)螺釘(36)固定在手掌基座(102)的孔座(A)內(nèi)，所述搖臂(19)上的齒輪通過(guò)減速齒輪組(60)的配合與驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)部件(111)安裝在手掌基座(102)的孔座(N)內(nèi)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(45)固定；拇指近指節(jié)基座⑷固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的拇指近指節(jié)部位，且半包圍拇指近指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)，在該基座位于拇指近指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有兩個(gè)孔座(H、K)，兩個(gè)孔座的位置分別對(duì)應(yīng)于拇指的掌指關(guān)節(jié)MP和指間關(guān)節(jié)DIP，角度傳感器(18)由齒輪箱底座(22)及螺釘(35)固定在拇指近指節(jié)基座(4)的孔座(H)內(nèi)，所述角度傳感器(18)的軸通過(guò)螺釘(36)固接于內(nèi)嵌軸承(23)的搖臂(28)底部，搖臂(28)上的齒輪通過(guò)減速齒輪組(60)的配合與安裝在拇指近指節(jié)基座(4)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(47、48)固定，所述搖臂(28)與連桿(26) —端通過(guò)螺釘(24)鉸接，連桿(26)另一端與搖臂(27)通過(guò)螺釘(24)鉸接，搖臂(27)內(nèi)嵌軸承(23)并與角度傳感器(18)的軸通過(guò)螺釘(36)固接，所述角度傳感器(18)固定在拇指掌指節(jié)基座(5)的孔座(G)內(nèi)，所述搖臂(27)上的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與安裝在拇指掌指節(jié)基座(5)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(46)固定；拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(3)固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的拇指遠(yuǎn)指節(jié)部位，拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(3)的一端為包圍拇指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向拇指指間關(guān)節(jié)DIP，在拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(3)上位于拇指遠(yuǎn)指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有一滑槽，搖臂(25) —端嵌入拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(3)的滑槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘(24)限位，所述搖臂(25)內(nèi)嵌軸承(23)另一端與角度傳感器(18)的軸通過(guò)螺釘(36)固接，所述角度傳感器(18)由齒輪箱底座(22)及螺釘(35)固定于拇指近指節(jié)基座(4)的孔座(K)內(nèi)，所述搖臂(25)上的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與安裝在拇指近指節(jié)基座(4)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(49)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述食指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)包括手套(101)、手掌基座(102)、掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)、關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)、驅(qū)動(dòng)部件(111)、食指遠(yuǎn)指節(jié)基座(6)、角度傳感器(18)、搖臂(19)、球頭(20)、球頭扣連桿(21)、螺釘(24)、連桿(38)、指節(jié)基座(53)、齒輪箱蓋(54)、齒輪(59)和減速齒輪組￠0);食指的近指節(jié)部位和中指節(jié)部位分別安裝關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)上的指節(jié)基座(53)分別固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的食指近指節(jié)部位和中指節(jié)部位，且半包圍指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一偵牝掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)的連桿(38)通過(guò)螺釘(24)與食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)鉸接于安裝孔(Q)處，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)底部的角度傳感器(18)固定在手掌基座(102)的孔座(B)內(nèi)，其外緣齒輪(59)通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與安裝在手掌基座(102)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(54)固定；食指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)通過(guò)球頭扣連桿(21)與食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)安裝孔(Q)上的球頭(20)鉸接；食指遠(yuǎn)指節(jié)基座(6)固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的食指遠(yuǎn)指節(jié)部位，食指遠(yuǎn)指節(jié)基座￠)的一端為包圍食指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向食指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)DIP，在食指遠(yuǎn)指節(jié)基座(6)上位于食指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面，食指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)與食指遠(yuǎn)指節(jié)基座(6)通過(guò)球頭(20)和球頭扣連桿(21)配合的球形鉸鏈連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述中指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(105)包括手套(101)、手掌基座(102)、掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)、關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)、驅(qū)動(dòng)部件(111)、中指遠(yuǎn)指節(jié)基座(9)、角度傳感器(18)、搖臂(19)、球頭(20)、球頭扣連桿(21)、螺釘(24)、連桿(38)、指節(jié)基座(53)、齒輪箱蓋(55)、齒輪(59)和減速齒輪組￠0);中指的近指節(jié)部位和中指節(jié)部位分別安裝關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)上的指節(jié)基座(53)分別固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的中指近指節(jié)部位和中指節(jié)部位，且半包圍指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一偵牝掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)的連桿(38)通過(guò)螺釘(24)與中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)鉸接于安裝孔(Q)處，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)底部的角度傳感器(18)固定在手掌基座(102)的孔座(C)內(nèi)，其外緣齒輪(59)通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與安裝在手掌基座(102)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(55)固定；中指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)通過(guò)球頭扣連桿(21)與中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)安裝孔(Q)上的球頭(20)鉸接；中指遠(yuǎn)指節(jié)基座(9)固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的中指遠(yuǎn)指節(jié)部位，中指遠(yuǎn)指節(jié)基座(9)的一端為包圍中指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向中指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)DIP，在中指遠(yuǎn)指節(jié)基座(9)上位于中指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面，中指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)與中指遠(yuǎn)指節(jié)基座(9)通過(guò)球頭(20)和球頭扣連桿(21)配合的球形鉸鏈連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述無(wú)名指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(106)包括手套(101)、手掌基座(102)、掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)、關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)、驅(qū)動(dòng)部件(111)、無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座(12)、角度傳感器(18)、搖臂(19)、球頭(20)、球頭扣連桿(21)、螺釘(24)、連桿(38)、指節(jié)基座(53)、齒輪箱蓋(55)、齒輪(59)和減速齒輪組￠0);無(wú)名指的近指節(jié)部位和中指節(jié)部位分別安裝關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)，關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)上的指節(jié)基座(53)分別固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的無(wú)名指近指節(jié)部位和中指節(jié)部位，且半包圍指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)的連桿(38)通過(guò)螺釘(24)與無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)鉸接于安裝孔(Q)處，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)底部的角度傳感器(18)固定在手掌基座(102)的孔座(D)內(nèi)，其外緣齒輪(59)通過(guò)減速齒輪組(60)的配合與安裝在手掌基座(102)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(55)固定；無(wú)名指近指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)通過(guò)球頭扣連桿(21)與無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)安裝孔(Q)上的球頭(20)鉸接；無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座(12)固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)部位，無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座(12)的一端為包圍無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向無(wú)名指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)DIP，在無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座(12)上位于無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面，無(wú)名指中指節(jié)部位的關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)的搖臂(19)與無(wú)名指遠(yuǎn)指節(jié)基座(12)通過(guò)球頭(20)和球頭扣連桿(21)配合的球形鉸鏈連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述小指檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(107)包括手套(101)、手掌基座(102)、掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)、小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)、驅(qū)動(dòng)部件(111)、小指遠(yuǎn)指節(jié)基座(15)、角度傳感器(18)、搖臂(19)、球頭(20)、球頭扣連桿(21)、螺釘(24)、連桿(38)、指節(jié)基座(58)、齒輪箱蓋(56)、齒輪(59)和減速齒輪組￠0);小指的近指節(jié)部位和中指節(jié)部位分別安裝小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)，小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)上的指節(jié)基座(58)分別固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的小指近指節(jié)部位和中指節(jié)部位，且半包圍指節(jié)，其包圍結(jié)合處的橫截面為“C”形，開口朝向手掌正面一側(cè)，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)的連桿(38)通過(guò)螺釘(24)與小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)鉸接于安裝孔(R)處，掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)底部的角度傳感器(18)固定在手掌基座(102)的孔座(E)內(nèi)，其外緣齒輪(59)通過(guò)減速齒輪組(60)的配合與安裝在手掌基座(102)上的驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪箱蓋(56)固定；小指近指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)的搖臂(19)通過(guò)球頭扣連桿(21)與小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)安裝孔(R)上的球頭(20)鉸接；小指遠(yuǎn)指節(jié)基座(15)固定于手套(101)上所對(duì)應(yīng)的小指遠(yuǎn)指節(jié)部位，小指遠(yuǎn)指節(jié)基座(15)的一端為包圍小指遠(yuǎn)指節(jié)的柱形，另一端為半球形，整個(gè)基座的縱截面為“U”形，開口朝向小指的遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)DIP，在小指遠(yuǎn)指節(jié)基座(15)上位于小指遠(yuǎn)指節(jié)背面的位置設(shè)有一搖臂，搖臂垂直于所在的指節(jié)背面，小指中指節(jié)部位的小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)的搖臂(19)與小指遠(yuǎn)指節(jié)基座(15)通過(guò)球頭(20)和球頭扣連桿(21)配合的球形鉸鏈連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于角度傳感器(18)與帶有齒輪的搖臂(19、25、27、28)固接，搖臂(19、25、27、28)上齒輪的軸心與搖臂(19、25、27、28)固接角度傳感器(18)后轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，搖臂(19、25、27、28)的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，若控制系統(tǒng)對(duì)該關(guān)節(jié)無(wú)力反饋信號(hào)，則相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部件(111)無(wú)動(dòng)作，關(guān)節(jié)可帶動(dòng)搖臂(19、25、27、28)自由動(dòng)作不受干擾，使得與搖臂(19、25、27、28)聯(lián)動(dòng)的角度傳感器(18)可以檢測(cè)出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度，若控制系統(tǒng)對(duì)該關(guān)節(jié)有力反饋信號(hào)，則相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部件(111)啟動(dòng)，通過(guò)減速齒輪組(60)的配合對(duì)搖臂(19、25、27、28)在其運(yùn)動(dòng)方向上施加一個(gè)同向或反向的力，同時(shí)控制系統(tǒng)再根據(jù)與搖臂(19、25、27、28)聯(lián)動(dòng)的角度傳感器(18)檢測(cè)到的關(guān)節(jié)角度的變化，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法持續(xù)地輸出和修正驅(qū)動(dòng)力的大小，推動(dòng)或阻礙該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該關(guān)節(jié)的力反饋功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4、5或6所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述掌指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(108)包括驅(qū)動(dòng)部件(111)、搖臂(27)、掌指關(guān)節(jié)基座(29)、螺釘(24、35、36)、軸承(23、39)、連桿(38)、齒輪箱蓋(50)、齒輪(59)、減速齒輪組(60)和兩個(gè)角度傳感器(18);掌指關(guān)節(jié)基座(29)底部?jī)?nèi)嵌軸承(39)并與一個(gè)角度傳感器(18)的軸通過(guò)螺釘(36)固接，所述掌指關(guān)節(jié)基座(29)可繞角度傳感器(18)的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，掌指關(guān)節(jié)基座(29)下部外緣設(shè)有齒輪(59)，齒輪(59)的軸心與底部的角度傳感器(18)的軸心重合，另一個(gè)角度傳感器(18)通過(guò)螺釘(35)固定于掌指關(guān)節(jié)基座(29)的孔座(L)內(nèi)，并與內(nèi)嵌軸承(23)的搖臂(27)通過(guò)螺釘(36)固接，搖臂(27)上的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)部件(111)安裝在掌指關(guān)節(jié)基座(29)上，搖臂(27)另一端與連桿(38)通過(guò)螺釘(24)鉸接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4、5或6所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于所述關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)和小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(110)包括驅(qū)動(dòng)部件(111)、減速齒輪組(60)、角度傳感器(18)、搖臂(19)、螺釘(35,36)、齒輪箱蓋(51、52、57)和指節(jié)基座(53、58);所述關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(109)上的指節(jié)基座(53)設(shè)有一個(gè)孔座(M)和一排用于球頭(20)或螺釘(24)的安裝孔(Q)，角度傳感器(18)通過(guò)螺釘(36)固定在指節(jié)基座(53)的孔座(M)內(nèi)并與搖臂(19)通過(guò)螺釘(35)固接，搖臂(19)上齒輪的軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，搖臂(19)的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)部件(111)安裝在指節(jié)基座(53)上，搖臂(19)另一端固接球頭(20);所述小指關(guān)節(jié)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(HO)上的指節(jié)基座(58)設(shè)有一個(gè)孔座(P)和一排用于球頭(20)或螺釘(24)的安裝孔(R)，角度傳感器(18)通過(guò)螺釘(35)固定在指節(jié)基座(58)的孔座(P)內(nèi)并與搖臂(19)通過(guò)螺釘(35)固接，搖臂(19)上齒輪的軸心與搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心重合，搖臂(19)的齒輪通過(guò)減速齒輪組￠0)的配合與驅(qū)動(dòng)部件(111)的齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)部件(111)安裝在指節(jié)基座(58)上，搖臂(19)另一端固接球頭(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，其特征在于驅(qū)動(dòng)部件(111)由微型電機(jī)(40)和離合器組成，所述離合器包括離合器摩擦片(41)、摩擦片滑桿(42)、回位拉簧(43)和離合器蓋(44);摩擦片滑桿(42)與微型電機(jī)(40)的軸固接，兩片離合器摩擦片(41)分別套入摩擦片滑桿(42)兩端，兩片離合器摩擦片(41)之間連接有回位拉簧(43)，離合器蓋(44)套入微型電機(jī)(40)的軸，將離合器摩擦片(41)、摩擦片滑桿(42)和回位拉簧(43)包含在內(nèi)，離合器蓋(44)與微型電機(jī)(40)的軸之間為滑動(dòng)接觸，離合器蓋(44)上設(shè)有傳動(dòng)齒輪；當(dāng)微型電機(jī)(40)轉(zhuǎn)速高于一定值時(shí)，離合器摩擦片(41)與離合器蓋(44)的內(nèi)壁接觸，對(duì)離合器蓋(44)產(chǎn)生摩擦力，帶動(dòng)離合器蓋(44)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)微型電機(jī)(40)轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，離合器摩擦片(41)與離合器蓋(44)的內(nèi)壁分離，切斷離合 器蓋(44)與微型電機(jī)(40)的連接。
專利摘要外構(gòu)架式雙向力反饋數(shù)據(jù)手套，它涉及了一種檢測(cè)人手手指運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并具有雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)反饋從手受力的力反饋數(shù)據(jù)手套。本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有的力反饋數(shù)據(jù)手套關(guān)節(jié)測(cè)量機(jī)構(gòu)與力反饋機(jī)構(gòu)分離，系統(tǒng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)臃腫，維護(hù)困難，且不能實(shí)現(xiàn)雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)及價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，將關(guān)節(jié)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和力反饋機(jī)構(gòu)集成于一體，并采用獨(dú)特的連接方式和巧妙的關(guān)節(jié)測(cè)量點(diǎn)布局，使操作者在使用該數(shù)據(jù)手套時(shí)，五個(gè)手指能保持最大程度的靈活，手指各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都能被精確檢測(cè)到，使被控制的從手的每個(gè)手指關(guān)節(jié)都能與操作者對(duì)應(yīng)的手指關(guān)節(jié)協(xié)同一致動(dòng)作，并能將從手在具體的工作環(huán)境中的受力情況反饋給操作者，以增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)或遙操作的臨場(chǎng)感。
文檔編號(hào)G06F3/01GK202771366SQ201120530620
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者蘇茂 申請(qǐng)人:蘇茂