[实用新型]一种基于触觉反馈的外骨骼

说明书

技术领域

本实用新型属于外骨骼领域，具体涉及一种基于触觉反馈的外骨骼。

背景技术

在虚拟现实与增强现实的交互中，没有真实的被抓物体。虚拟接触反馈和力反馈需要复制实时计算的接触力、表面形状、平滑性和滑动等。

触觉反馈的接触接口可以按照提供给用户的信息分成两类，即触觉反馈与力反馈。触觉反馈提供给用户的信息有物体表面几何形状、表面纹理、滑动等；力反馈提供给用户的信息有总的接触力、表面柔顺、物体重量等。在VR游戏领域，已有的触觉反馈装置体积较大、不便运动、只能固定在固定位置，不能给用户以真实的触觉反馈感觉；在增强现实领域，现有的触觉反馈装置并不完善，不能提供触觉反馈的具体信息，只能捕捉动作，覆盖范围较为狭窄。

实用新型内容

本实用新型克服了现有的增强现实设备只能捕捉动作，不能提供触觉反馈的具体信息。

本实用新型提供了一种基于触觉反馈的外骨骼。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于触觉反馈的外骨骼，包括手指和手掌，所述手掌包括手心和手背，所述手指由拇指、食指、中指、无名指、小指以及与手背活动连接的掌骨六部分组成；

拇指、食指、中指、无名指、小指的指尖处分别活动连接一固定环， 食指、中指、无名指、小指的指根处分别通过舵机与手背活动连接，拇指的指根处依次通过舵机、掌骨与手背连接，所述掌骨的一端与拇指指根处的舵机固定连接，所述掌骨的另一端通过输出轴活动连接一手背舵机，所述手背舵机固设在手背上，用于带动掌骨运动，位于食指、中指、无名指、小指指根处的舵机与手背固定连接。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述拇指、食指、中指、无名指、小指的指根处均设有用于容纳所述舵机的钳口，所述舵机通过传动轴带动五指做屈/伸运动。

作为本实用新型的一个优选实施例，拇指、食指、中指、无名指、小指分别由指尖段、中间段和指根段组成，所述指尖段的一端与固定环活动连接，所述指尖段的另一端与中间段的一端固定连接，所述中间段的另一端与指根段的一端活动连接，所述指根段的另一端通过传动轴与舵机活动连接。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述手背上设有用于控制外骨骼运动的控制板。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述手背上还设有外壳，所述控制板位于外壳的内腔。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述手心固定连接有绝缘手套，所述绝缘手套的五指与五个所述固定环的内壁固定连接。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述绝缘手套的五个手指处均设有弯曲传感器，所述弯曲传感器用于实时获取佩戴者手部的动作姿态。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述手背上设有带内孔的凸耳，所述掌骨的端面上相对设有两个掌骨凸耳，所述掌骨凸耳上设有内孔，所 述凸耳与左侧的掌骨凸耳活动连接，右侧的掌骨凸耳通过传动轴与手背舵机活动连接。

作为本实用新型的一个优选实施例，位于食指、中指、无名指、小指指根处的舵机通过手背基座与手背固定连接，所述手背基座包括与手背固定连接的底板、设置在底板上的肋板以及用于固定舵机的固定板，所述固定板与舵机外壳活动连接，所述固定板上还设有供舵机输出轴和齿轮轴穿过的方槽。

作为本实用新型的一个优选实施例，与拇指指根连接的舵机通过手背基座与掌骨的一端固定连接，所述手背基座的底板与掌骨的一端固定连接，所述手背基座的固定板与舵机外壳固定连接。

本实用新型的有益效果：

1.当佩戴者手部用力时，手部动作通过外骨骼分解，同时映射到旋转传感器上，弯曲传感器将信息传送至上位机，上位机计算出手指间各个骨骼间的旋转角度信息，该旋转角度信息经过控制芯片传递给舵机，置于舵机内的步进电机带动传动轴运转，将作用力反馈于与指尖相连的肌腱。因此，本实用新型是通过外骨骼限制手部的运动来显示压感，给佩戴者较为真实的触觉感受；

2.在本实用新型中，食指、中指、无名指和小指通过舵机与手背连接，拇指指根依次通过舵机、掌骨、舵机与手背连接。因此，本实用新型的外骨骼具有结构简单、小巧轻便、易携带等优点。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、手掌；11、手背舵机；12、手背基座；13.掌骨；21、拇指；22、食指；23、中指；24、无名指；25、小指；3、固定环；4、舵机；5、控制板。

具体实施方式