直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置的制造方法
【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(yùn)動角度和狀態(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(jī)器人逐漸在越來越大的范圍內(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的、情況復(fù)雜的、人類無法到達(dá)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(jī)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(jī)械手實(shí)施遙操作，控制機(jī)械手多個手指的多個關(guān)節(jié)一起協(xié)調(diào)運(yùn)動，以實(shí)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(jī)器人的機(jī)械手實(shí)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(jī)械手的手指跟蹤人手手指運(yùn)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(jī)虛擬的場景里，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(dá)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(hù)困難等缺點(diǎn)，提出了一種外置傳感器檢測關(guān)節(jié)運(yùn)動的方法，極大降低數(shù)據(jù)手套的成本。本發(fā)明的難點(diǎn)在于依附在人手外部構(gòu)架的設(shè)計，因?yàn)橥庵脗鞲衅鞯捏w積較大，再加上搖臂、連桿等聯(lián)動機(jī)構(gòu)，會干擾手指的運(yùn)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(dú)特的連接方式，并對關(guān)節(jié)測量點(diǎn)巧妙布局，降低或消除了檢測機(jī)構(gòu)對操作者手指運(yùn)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(yùn)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(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由電位器基座，左軸承蓋，右軸承蓋，直線軸承，長軸，電位器和球頭扣組成，該裝置安裝在對應(yīng)的人手掌指關(guān)節(jié)上方；直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置的鉸接處安裝有測量關(guān)節(jié)動作的電位器，用于檢測掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動的角度和狀態(tài)。本發(fā)明使用簡單，穿戴方便，容易維護(hù)，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)明的三視圖及軸測圖。
[0005]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0006]如圖1和圖2所示，所述直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置包括電位器基座1，左軸承蓋2,右軸承蓋3,直線軸承4,長軸5,電位器6,球頭扣7。所述第一電位器6的軸與電位器基座I底部通過螺釘固接，所述電位器基座I豎直面上的孔座與第二電位器6通過螺釘固接，所述第二電位器6的軸與左軸承蓋2通過螺釘固接，所述直線軸承4被左軸承蓋2和右軸承蓋3通過螺釘固定，所述長軸5插入直線軸承4內(nèi)，所述長軸5與直線軸承4之間為滑動連接，所述長軸5 —端與球頭扣7固接。動作實(shí)施過程:直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置安裝于人手對應(yīng)的掌指關(guān)節(jié)上方，第一電位器6固定于掌指關(guān)節(jié)上方，球頭扣7與對應(yīng)的手指近指節(jié)連接，人手掌指關(guān)節(jié)(MP)的運(yùn)動可分解為兩個方向上的分運(yùn)動，一個是豎直方向上的屈伸運(yùn)動，另一個是水平方向上的外展和內(nèi)收運(yùn)動，當(dāng)操作者的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動時，則近指節(jié)帶動長軸5在豎直方向上運(yùn)動，從而帶動與左軸承蓋2固接的第二電位器6的軸轉(zhuǎn)動，使孔座內(nèi)的第二電位器6能測量出操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)；當(dāng)操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展和內(nèi)收運(yùn)動時，則近指節(jié)帶動長軸5在水平方向上運(yùn)動，在該動作方向上，長軸5與電位器基座I是剛性連接的，所以近指節(jié)直接帶動第一電位器6的軸轉(zhuǎn)動，使得第一電位器6能測量出操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)外展和內(nèi)收的角度和狀態(tài)。
[0007]作為本發(fā)明的另一實(shí)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(guān)節(jié)運(yùn)動的角度和狀態(tài)，實(shí)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(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，它可以不脫離本發(fā)明的范圍而廣泛改變，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置，用于與計算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由電位器基座(I)，左軸承蓋(2)，右軸承蓋(3)，直線軸承(4)，長軸(5)，電位器(6)，球頭扣(7)組成； 其特征在于: 該裝置安裝在對應(yīng)的人手掌指關(guān)節(jié)上方； 直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置的鉸接處安裝有測量關(guān)節(jié)動作的電位器(6)，用于檢測掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動的角度和狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置，其特征在于:所述第一電位器(6)的軸與電位器基座⑴底部通過螺釘固接，所述電位器基座⑴豎直面上的孔座與第二電位器(6)通過螺釘固接，所述第二電位器￠)的軸與左軸承蓋(2)通過螺釘固接，所述直線軸承(4)被左軸承蓋(2)和右軸承蓋(3)通過螺釘固定，所述長軸(5)插入直線軸承(4)內(nèi)，所述長軸(5)與直線軸承(4)之間為滑動連接，所述長軸(5) —端與球頭扣(7)固接。
【專利摘要】直線軸承式掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動檢測裝置，它涉及了一種檢測人手手指運(yùn)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(hù)困難等缺點(diǎn)，設(shè)計了一種依附在人手外部檢測關(guān)節(jié)運(yùn)動的裝置，采用獨(dú)特的連接方式以及巧妙的關(guān)節(jié)測量點(diǎn)布局，降低或消除了檢測機(jī)構(gòu)對操作者手指運(yùn)動的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時，手指的運(yùn)動能保持最大程度的靈活和輕巧，且關(guān)節(jié)的運(yùn)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。
【IPC分類】B25J13-08, B25J3-00
【公開號】CN104552227
【申請?zhí)枴緾N201310491820
【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21日