人手腕關節(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腕關節(jié)運動狀態(tài)的檢測裝置。
【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，它采用的是非常可靠的控制方式，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，控制機械手多個關節(jié)一起協(xié)調運動，以實現(xiàn)特定功能，這就需要用到人手手臂關節(jié)運動檢測裝置，人手手臂關節(jié)運動檢測裝置通過測量操作者手臂上各個關節(jié)的位置信息作為控制指令控制機械手跟蹤人手運動，使操作者產生很強的臨場感。此外，近年來虛擬現(xiàn)實交互技術不斷發(fā)展，人手手臂關節(jié)運動檢測裝置可作為一種主要的交互設備，參與到虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)的構建中，例如在一個由計算機虛擬的場景里，操作者通過人手手臂關節(jié)運動檢測裝置控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機器等，還有遠程手術、游戲、3D動畫制作等都需要用到此類裝置。目前市場上的人手手臂關節(jié)運動檢測裝置系統(tǒng)復雜，維護困難，價格極為昂貴，使其無法大量普及、推廣和使用。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有人手手臂關節(jié)運動檢測裝置里的腕關節(jié)檢測裝置系統(tǒng)復雜、結構臃腫、檢測誤差較大、維護困難等缺點，提出了一種外構架式結構，對腕關節(jié)的檢測環(huán)節(jié)做了全新的設計，采用獨特的連接方式和巧妙的關節(jié)測量點布局，極大簡化了復雜的人手手臂關節(jié)運動檢測裝置，使操作者在使用該裝置時手臂能保持最大程度的靈活，無論操作者的手腕向左向右，或是向上向下擺動，手腕關節(jié)的運動狀態(tài)都能被精確檢測到，使被控制的從手關節(jié)能與操作者對應的關節(jié)協(xié)同一致動作，增強虛擬現(xiàn)實或遙操作的臨場感。本發(fā)明是用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由手套基座，第一級連桿，第二級連桿，關節(jié)檢測部件，前臂固定環(huán)組成，該裝置固定在操作者手上，前臂固定環(huán)固定于操作者前臂部位，關節(jié)檢測部件安裝于前臂固定環(huán)上，手套基座固定在手掌上，手套基座與前臂固定環(huán)通過第一級連桿和第二級連桿鉸接。人手腕關節(jié)運動檢測裝置對操作者手腕關節(jié)運動的檢測由關節(jié)檢測部件實施，關節(jié)檢測部件內部安裝有檢測關節(jié)動作的角度傳感器，可檢測操作者手腕關節(jié)運動的角度和狀態(tài)。該裝置成本低，使用簡單，穿戴方便，維護容易。
【附圖說明】
[0004]圖1是本發(fā)明的整體軸側圖。
[0005]圖2是本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0006]本發(fā)明主要零部件:
[0007]102.關節(jié)檢測部件1.前臂固定環(huán)2.連桿
[0008]3.手套基座6.轉動連接件12.傳動軸
[0009]【具體實施方式】:如圖1和圖2所示，所述人手腕關節(jié)運動檢測裝置包括前臂固定環(huán)1，連桿2-1、2-2，手套基座3，隔離柱5，轉動連接件6，關節(jié)檢測部件102-1、102-2。所述前臂固定環(huán)I固定于操作者前臂部位，所述關節(jié)檢測部件102-1的底座E通過螺釘固定于于前臂固定環(huán)I的平臺A上，關節(jié)檢測部件102-1的傳動軸12的軸線垂直于前臂固定環(huán)I圓環(huán)的軸線，所述關節(jié)檢測部件102-2的底座E與關節(jié)檢測部件102-1的傳動軸12固接，所述關節(jié)檢測部件102-2的傳動軸12與關節(jié)檢測部件102-1的傳動軸12互相垂直，所述關節(jié)檢測部件102-2的傳動軸12的與第一級連桿2-1的一端固接，所述第一級連桿2-1的另一端與第二級連桿2-2的一端通過螺釘鉸接，所述第一級連桿2-1和第二級連桿2-2鉸接處安裝有隔離柱5，所述第二級連桿2-2的另一端通過螺釘鉸接于轉動連接件6的孔C，所述轉動連接件6的另一孔B通過螺釘鉸接于手套基座3的孔D，所述第二級連桿2-2與轉動連接件6鉸接的軸線垂直于轉動連接件6與手套基座3鉸接的軸線，所述手套基座3固定于手掌背面的位置。動作實施過程:人手能以手腕為定點在一定范圍內朝各個方向轉動，操作者穿戴上手套基座3后，手套基座3跟隨操作者的手一起運動，與手套基座3鉸接的轉動連接件6帶動與其鉸接的連桿2-2轉動，當操作者的手腕朝任一方向轉動時，關節(jié)檢測部件102-2的傳動軸12的軸線與轉動連接件6孔C的軸線始終保持相互平行，但兩軸線之間的直線距離會隨操作者的手腕轉動而發(fā)生改變，使鉸接的連桿2-1、2-2之間發(fā)生相對轉動，并驅動與連桿2-1固接的關節(jié)檢測部件102-2的傳動軸12轉動，同時關節(jié)檢測部件102-2繞其底座E固接部件的軸線轉動，驅動與關節(jié)檢測部件102-2底座E固接的關節(jié)檢測部件102-1的傳動軸12轉動，關節(jié)檢測部件102-1、102-2的傳動軸12轉動并驅動各自內部的角度傳感器，系統(tǒng)根據兩個角度傳感器檢測到的數據通過相應的數學算法計算出操作者手腕轉動的角度和狀態(tài)。
[0010]作為本發(fā)明的另一實例，也可以用其他傳感器代替角度傳感器，同樣可以起到檢測人手腕關節(jié)在三維空間中運動的角度和狀態(tài)，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0011]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】
1.一種人手腕關節(jié)運動檢測裝置，用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由手套基座(3)，連桿(2-1、2-2)，關節(jié)檢測部件(102)，前臂固定環(huán)(I)組成； 其特征在于: 該裝置固定在操作者手上； 前臂固定環(huán)(I)固定于操作者前臂部位，關節(jié)檢測部件(102)安裝于前臂固定環(huán)(I)上，手套基座(3)與前臂固定環(huán)(I)通過兩級連桿(2-1、2-2)鉸接； 人手腕關節(jié)運動檢測裝置對操作者手腕關節(jié)運動的檢測由關節(jié)檢測部件(102)實施，關節(jié)檢測部件(102)內部安裝有檢測關節(jié)動作的角度傳感器，可檢測操作者腕關節(jié)運動的角度和狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的人手腕關節(jié)運動檢測裝置，其特征在于:所述人手腕關節(jié)運動檢測裝置包括前臂固定環(huán)(1)，連桿(2-1、2-2)，手套基座(3)，隔離柱(5)，轉動連接件(6)，關節(jié)檢測部件(102-1、102-2)，所述前臂固定環(huán)(I)固定于操作者前臂部位，所述關節(jié)檢測部件(102-1)的底座(E)通過螺釘固定于于前臂固定環(huán)(I)的平臺(A)上，關節(jié)檢測部件(102-1)的傳動軸(12)的軸線垂直于前臂固定環(huán)(I)圓環(huán)的軸線，所述關節(jié)檢測部件(102-2)的底座(E)與關節(jié)檢測部件(102-1)的傳動軸(12)固接，所述關節(jié)檢測部件(102-2)的傳動軸(12)與關節(jié)檢測部件(102-1)的傳動軸(12)互相垂直，所述關節(jié)檢測部件(102-2)的傳動軸(12)的與第一級連桿(2-1)的一端固接，所述第一級連桿(2-1)的另一端與第二級連桿(2-2)的一端通過螺釘鉸接，所述第一級連桿(2-1)和第二級連桿(2-2)鉸接處安裝有隔離柱(5)，所述第二級連桿(2-2)的另一端通過螺釘鉸接于轉動連接件(6)的孔(C)，所述轉動連接件￠)的另一孔(B)通過螺釘鉸接于手套基座(3)的孔(D)，所述第二級連桿(2-2)與轉動連接件(6)鉸接的軸線垂直于轉動連接件(6)與手套基座(3)鉸接的軸線，所述手套基座(3)固定于手掌背面的位置。
【專利摘要】人手腕關節(jié)運動檢測裝置，它涉及了一種檢測人手腕關節(jié)運動的檢測裝置。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的檢測裝置系統(tǒng)復雜、結構臃腫、檢測誤差較大、維護困難等缺點，對人手腕的檢測環(huán)節(jié)做了全新的設計，采用獨特的連接方式和巧妙的關節(jié)測量點布局，使操作者在使用該裝置時，操作者的腕關節(jié)能保持最大程度的靈活，無論操作者的手腕向左向右，或是向上向下擺動，腕關節(jié)的運動狀態(tài)都能被精確檢測到，使被控制的從手關節(jié)能與操作者對應的關節(jié)協(xié)同一致動作，以增強虛擬現(xiàn)實或遙操作的臨場感。
【IPC分類】B25J13-08, B25J3-00
【公開號】CN104552229
【申請?zhí)枴緾N201310491848
【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