拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)人手手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)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(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，它采用的是非常可靠的控制方式，直接由操作者發(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，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)。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(gè)國(guó)家能研制，所以數(shù)據(jù)手套的價(jià)格極為昂貴，單只手套售價(jià)高達(dá)六七萬(wàn)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(duì)現(xiàn)有的數(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)，提出了一種外置傳感器檢測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)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(jì)，因?yàn)橥庵脗鞲衅鞯捏w積較大，再加上搖臂、連桿等聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，會(huì)干擾手指的運(yùn)動(dòng)，但本發(fā)明通過對(duì)外部構(gòu)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在關(guān)節(jié)基座之間采用獨(dú)特的連接方式，并對(duì)關(guān)節(jié)測(cè)量點(diǎn)巧妙布局，降低或消除了檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)操作者手指運(yùn)動(dòng)的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時(shí)，手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)還能保持最大程度的靈活和輕巧。本發(fā)明是用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由拇指近指節(jié)基座、拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座、電位器、電位器蓋、軸承、限位螺釘和搖臂組成，該裝置穿戴在操作者拇指上，拇指近指節(jié)基座和拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座鉸接處安裝有測(cè)量關(guān)節(jié)動(dòng)作的部件，用于檢測(cè)拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)。本發(fā)明使用簡(jiǎn)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)明的整體軸側(cè)圖。
[0005]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0006]【具體實(shí)施方式】:如圖1和圖2所示，所述拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置包括拇指近指節(jié)基座2和拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座1，所述拇指近指節(jié)基座2固定于人手上所對(duì)應(yīng)的拇指近指節(jié)部位，所述拇指近指節(jié)基座2半包圍拇指近指節(jié)，橫截面為“C”形，開口朝向拇指近指節(jié)的指面，在該基座位于拇指近指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有孔座A，孔座的位置對(duì)應(yīng)于拇指的指間關(guān)節(jié)(DIP)。所述拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座I固定于人手上所對(duì)應(yīng)的拇指遠(yuǎn)指節(jié)部位，所述拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座I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)側(cè)面的位置設(shè)有一滑槽。所述拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座I與拇指近指節(jié)基座2通過搖臂5鉸接,所述搖臂5 —端嵌入拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座I的滑槽內(nèi)，并通過螺釘7限位，所述搖臂5(內(nèi)嵌軸承6)另一端與電位器3的軸通過螺釘固接，所述電位器3由電位器蓋4及螺釘固定于拇指近指節(jié)基座2的孔座A內(nèi)。動(dòng)作實(shí)施過程: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I跟隨一起運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與搖臂5固接的電位器3的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使孔座A內(nèi)的電位器3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)。
[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(cè)人手拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)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】?jī)H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)】
1.一種拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由拇指近指節(jié)基座(2)、拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(I)、電位器(3)、電位器蓋(4)、軸承(6)、限位螺釘(7)和搖臂(5)組成； 其特征在于: 該裝置穿戴在操作者拇指上； 拇指近指節(jié)基座(2)和拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(I)鉸接處安裝有測(cè)量關(guān)節(jié)動(dòng)作的部件，用于檢測(cè)拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述拇指近指節(jié)基座(2)固定于人手的拇指近指節(jié)部位，半包圍拇指近指節(jié)，橫截面為“C”形，開口朝向拇指近指節(jié)的指面，在該基座位于拇指近指節(jié)外側(cè)面的位置設(shè)有孔座(A)，孔座的位置對(duì)應(yīng)于拇指的指間關(guān)節(jié)(DIP)，拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座(I)固定在人手的拇指遠(yuǎn)指節(jié)部位，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)側(cè)面的位置設(shè)有一滑槽，搖臂(5) —端嵌入拇指遠(yuǎn)指節(jié)基座⑴的滑槽內(nèi)，并通過限位螺釘(7)限位，所述搖臂(5)內(nèi)嵌軸承(6)的另一端與電位器(3)的軸通過螺釘固接，所述電位器(3)由電位器蓋(4)及螺釘固定于拇指近指節(jié)基座(2)的孔座⑷內(nèi)。
【專利摘要】拇指遠(yuǎn)指節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，它涉及了一種檢測(cè)人手手指運(yùn)動(dòng)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(jià)格昂貴，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)困難等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種依附在人手外部檢測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的裝置，采用獨(dú)特的連接方式以及巧妙的關(guān)節(jié)測(cè)量點(diǎn)布局，降低或消除了檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)操作者手指運(yùn)動(dòng)的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時(shí)，手指的運(yùn)動(dòng)能保持最大程度的靈活和輕巧，且關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都能被精確檢測(cè)到，從而使被控制的從手的手指關(guān)節(jié)與操作者對(duì)應(yīng)的手指關(guān)節(jié)協(xié)同一致動(dòng)作，將多個(gè)自由度從手復(fù)雜的控制變得直觀、簡(jiǎn)單、方便。
【IPC分類】B25J13-08, B25J3-00
【公開號(hào)】CN104552228
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310491838
【發(fā)明人】蘇茂
【申請(qǐng)人】蘇茂
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月21日