[发明专利]人手食指运动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测人手手指关节运动角度和状态的数据手套。

背景技术

由于科学技术的发展，机器人逐渐在越来越大的范围内被使用，遥操作机器人作为一种性能可靠、技术成熟的机器人被广泛用于各种危险的、情况复杂的、人类无法到达的环境中工作，它采用的是非常可靠的控制方式，直接由操作者发出指令来控制。随着遥操作机器人执行的任务越来越复杂，使得人们在追求可靠性的同时，还对其灵活性提出了更高的要求，而要对复杂的机械手实施遥操作，控制机械手多个手指的多个关节一起协调运动，以实现特定功能，这就需用到数据手套，数据手套是对机器人的机械手实施遥操作的最有效装置，它通过测量操作者手指各个指节的位置信息作为控制指令控制机械手的手指跟踪人手手指运动。此外，近年来虚拟仿真技术不断发展，其主要的交互设备就是数据手套，例如在一个由计算机虚拟的场景里，控制一双虚拟的人手拆卸或装配机器等，还有游戏、3D动画制作都需要用到数据手套。数据手套的弯曲传感器是数据手套的核心部件，世界上只有少数几个国家能研制，所以数据手套的价格极为昂贵，单只手套售价高达六七万元人民币，而且现有的数据手套传感器寿命短，不易更换，严重影响了数据手套的普及、推广使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的数据手套价格昂贵、系统复杂、维护困难等缺点，提出了一种外置传感器检测关节运动的方法，极大降低数据手套的成本。本发明的难点在于依附在人手外部构架的设计，因为外置传感器的体积较大，再加上摇臂、连杆等联动机构，会干扰手指的运动，但本发明通过对外部构架的优化设计，在关节基座之间采用独特的连接方式，并对关节测量点巧妙布局，降低或消除了检测机构对操作者手指运动的阻碍和影响，令操作者在使用该装置时，手指关节的运动还能保持最大程度的灵活和轻巧。本发明是用于与计算机、机械手交互作用的装置，由掌指关节检测机构、手掌基座、食指近指节基座、食指中指节基座、食指远指节基座、电位器、球头、球头扣连杆、摇臂、电位器基座和连杆组成，该装置通过穿戴的方式固定在操作者食指上；相邻的手掌基座、食指近指节基座、食指中指节基座和食指远指节基座之间的铰接处均安装有测量关节动作的电位器，用于检测食指各个关节运动的角度和状态。本发明使用简单，穿戴方便，容易维护，并可极大降低数据手套的成本。

附图说明

图1是人手食指运动检测装置的轴测图。

图2是人手食指运动检测装置的结构示意图。

图3是掌指关节检测机构的轴测图。

图4是掌指关节检测机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明主要零部件：

100.掌指关节检测机构         1手掌基座               2.食指近指节基座

3.食指中指节基座             4.食指远指节基座        18.电位器

27摇臂                       29.电位器基座           38连杆

具体实施方式一：如图3和图4所示，所述掌指关节检测机构100包括电位器基座29、摇臂27、连杆38和电位器18。所述第一电位器18的轴与电位器基座29底部(内嵌轴承39)通过螺钉固接，所述电位器基座29的孔座L与第二电位器18通过螺钉固接，所述第二电位器18的轴与摇臂27(内嵌轴承23)一端通过螺钉固接，所述摇臂27另一端与连杆38一端通过螺钉24铰接。