桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】桿式關(guān)節(jié)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。
【專利說明】
桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置
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)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、人類無法到達(dá)的環(huán)境中工作，它采用的是非?？煽康目刂品绞?，直接由操作者發(fā)出指令來控制。隨著遙操作機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)越來越復(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，由角度傳感器基座，左側(cè)蓋，右側(cè)蓋，直線軸承，長(zhǎng)軸，角度傳感器和球頭扣組成，該裝置安裝在對(duì)應(yīng)的人手掌指關(guān)節(jié)上方；桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置的鉸接處安裝有測(cè)量關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器，用于檢測(cè)掌指關(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)明的三視圖及軸測(cè)圖。
[0005]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0006]如圖1和圖2所示，所述桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置包括角度傳感器基座1，左側(cè)蓋2，右側(cè)蓋3，直線軸承4，長(zhǎng)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(cè)蓋2通過螺釘固接，所述直線軸承4被左側(cè)蓋2和右側(cè)蓋3通過螺釘固定，所述長(zhǎng)軸5插入直線軸承4內(nèi)，所述長(zhǎng)軸5與直線軸承4之間為滑動(dòng)連接，所述長(zhǎng)軸5 —端與球頭扣7固接。動(dòng)作實(shí)施過程:桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置安裝于人手對(duì)應(yīng)的掌指關(guān)節(jié)上方，第一角度傳感器6固定于掌指關(guān)節(jié)上方，球頭扣7與對(duì)應(yīng)的手指近指節(jié)連接，人手掌指關(guān)節(jié)(MP)的運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是豎直方向上的屈伸運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是水平方向上的外展和內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，當(dāng)操作者的掌指關(guān)節(jié)(MP)做屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，則近指節(jié)帶動(dòng)長(zhǎng)軸5在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與左側(cè)蓋2固接的第二角度傳感器6的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使孔座內(nèi)的第二角度傳感器6能測(cè)量出操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)屈伸的角度和狀態(tài)；當(dāng)操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)做外展和內(nèi)收運(yùn)動(dòng)時(shí)，則近指節(jié)帶動(dòng)長(zhǎng)軸5在水平方向上運(yùn)動(dòng)，在該動(dòng)作方向上，長(zhǎng)軸5與角度傳感器基座I是剛性連接的，所以近指節(jié)直接帶動(dòng)第一角度傳感器6的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一角度傳感器6能測(cè)量出操作者掌指關(guān)節(jié)(MP)外展和內(nèi)收的角度和狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置，用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由角度傳感器基座(1)，左側(cè)蓋(2)，右側(cè)蓋(3)，直線軸承(4)，長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的人手掌指關(guān)節(jié)上方； 桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)裝置的鉸接處安裝有測(cè)量關(guān)節(jié)動(dòng)作的角度傳感器(6)，用于檢測(cè)掌指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿式關(guān)節(jié)檢測(cè)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(cè)蓋(2)通過螺釘固接，所述直線軸承(4)被左側(cè)蓋(2)和右側(cè)蓋(3)通過螺釘固定，所述長(zhǎng)軸(5)插入直線軸承(4)內(nèi)，所述長(zhǎng)軸(5)與直線軸承(4)之間為滑動(dòng)連接，所述長(zhǎng)軸(5) —端與球頭扣(7)固接。
【文檔編號(hào)】B25J3/00GK105881560SQ201410741356
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【發(fā)明人】蘇茂
【申請(qǐng)人】蘇茂