桿式關節檢測裝置的制造方法
【專利摘要】桿式關節檢測裝置，它涉及了一種檢測人手手指運動狀態的數據手套。本發明是為了解決現有的數據手套傳感器價格昂貴，系統復雜，維護困難等缺點，設計了一種依附在人手外部檢測關節運動的裝置，采用獨特的連接方式以及巧妙的關節測量點布局，降低或消除了檢測機構對操作者手指運動的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時，手指的運動能保持最大程度的靈活和輕巧，且關節的運動狀態都能被精確檢測到，從而使被控制的從手的手指關節與操作者對應的手指關節協同一致動作，將多個自由度從手復雜的控制變得直觀、簡單、方便。
【專利說明】
桿式關節檢測裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種檢測人手手指關節運動角度和狀態的數據手套。
【背景技術】
[0002]由于科學技術的發展，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，直接由操作者發出指令來控制。隨著遙操作機器人執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，控制機械手多個手指的多個關節一起協調運動，以實現特定功能，這就需用到數據手套，數據手套是對機器人的機械手實施遙操作的最有效裝置，它通過測量操作者手指各個指節的位置信息作為控制指令控制機械手的手指跟蹤人手手指運動。此外，近年來虛擬仿真技術不斷發展，其主要的交互設備就是數據手套，例如在一個由計算機虛擬的場景里，控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機器等，還有游戲、3D動畫制作都需要用到數據手套。數據手套的彎曲傳感器是數據手套的核心部件，世界上只有少數幾個國家能研制，所以數據手套的價格極為昂貴，單只手套售價高達六七萬元人民幣，而且現有的數據手套傳感器壽命短，不易更換，嚴重影響了數據手套的普及、推廣使用。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對現有的數據手套價格昂貴、系統復雜、維護困難等缺點，提出了一種外置傳感器檢測關節運動的方法，極大降低數據手套的成本。本發明的難點在于依附在人手外部構架的設計，因為外置傳感器的體積較大，再加上搖臂、連桿等聯動機構，會干擾手指的運動，但本發明通過對外部構架的優化設計，在關節基座之間采用獨特的連接方式，并對關節測量點巧妙布局，降低或消除了檢測機構對操作者手指運動的阻礙和影響，令操作者在使用該裝置時，手指關節的運動還能保持最大程度的靈活和輕巧。本發明是用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由角度傳感器基座，左側蓋，右側蓋，直線軸承，長軸，角度傳感器和球頭扣組成，該裝置安裝在對應的人手掌指關節上方；桿式關節檢測裝置的鉸接處安裝有測量關節動作的角度傳感器，用于檢測掌指關節運動的角度和狀態。本發明使用簡單，穿戴方便，容易維護，并可極大降低數據手套的成本。
【附圖說明】
[0004]圖1是本發明的三視圖及軸測圖。
[0005]圖2是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0006]如圖1和圖2所示，所述桿式關節檢測裝置包括角度傳感器基座1，左側蓋2，右側蓋3，直線軸承4，長軸5，角度傳感器6，球頭扣7。所述第一角度傳感器6的軸與角度傳感器基座I底部通過螺釘固接，所述角度傳感器基座I豎直面上的孔座與第二角度傳感器6通過螺釘固接，所述第二角度傳感器6的軸與左側蓋2通過螺釘固接，所述直線軸承4被左側蓋2和右側蓋3通過螺釘固定，所述長軸5插入直線軸承4內，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。動作實施過程:桿式關節檢測裝置安裝于人手對應的掌指關節上方，第一角度傳感器6固定于掌指關節上方，球頭扣7與對應的手指近指節連接，人手掌指關節(MP)的運動可分解為兩個方向上的分運動，一個是豎直方向上的屈伸運動，另一個是水平方向上的外展和內收運動，當操作者的掌指關節(MP)做屈伸運動時，則近指節帶動長軸5在豎直方向上運動，從而帶動與左側蓋2固接的第二角度傳感器6的軸轉動，使孔座內的第二角度傳感器6能測量出操作者掌指關節(MP)屈伸的角度和狀態；當操作者掌指關節(MP)做外展和內收運動時，則近指節帶動長軸5在水平方向上運動，在該動作方向上，長軸5與角度傳感器基座I是剛性連接的，所以近指節直接帶動第一角度傳感器6的軸轉動，使得第一角度傳感器6能測量出操作者掌指關節(MP)外展和內收的角度和狀態。
【主權項】
1.一種桿式關節檢測裝置，用于與計算機、機械手交互作用的裝置，由角度傳感器基座(1)，左側蓋(2)，右側蓋(3)，直線軸承(4)，長軸(5)，角度傳感器(6)，球頭扣(7)組成； 其特征在于: 該裝置安裝在對應的人手掌指關節上方； 桿式關節檢測裝置的鉸接處安裝有測量關節動作的角度傳感器(6)，用于檢測掌指關節運動的角度和狀態。2.根據權利要求1所述的桿式關節檢測裝置，其特征在于:所述第一角度傳感器(6)的軸與角度傳感器基座(I)底部通過螺釘固接，所述角度傳感器基座(I)豎直面上的孔座與第二角度傳感器(6)通過螺釘固接，所述第二角度傳感器￠)的軸與左側蓋(2)通過螺釘固接，所述直線軸承(4)被左側蓋(2)和右側蓋(3)通過螺釘固定，所述長軸(5)插入直線軸承(4)內，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。
【文檔編號】B25J3/00GK105881560SQ201410741356
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月9日
【發明人】蘇茂
【申請人】蘇茂