CN103902020B - 数据手套手腕关节检测装置 - Google Patents
数据手套手腕关节检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103902020B CN103902020B CN201210570039.8A CN201210570039A CN103902020B CN 103902020 B CN103902020 B CN 103902020B CN 201210570039 A CN201210570039 A CN 201210570039A CN 103902020 B CN103902020 B CN 103902020B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection
- wrist joint
- operator
- joint
- glove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 title claims abstract description 22
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 7
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 claims description 15
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 2
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 claims 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 abstract description 7
- 210000002478 hand joint Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 241000411545 Punargentus Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
数据手套手腕关节检测装置，它涉及了一种检测人手手腕关节运动的检测装置。本发明是为了解决现有的检测装置系统复杂、结构臃肿、检测误差较大、维护困难等缺点，对人手手腕的检测环节做了全新的设计，采用独特的连接方式和巧妙的关节测量点布局，使操作者在使用该装置时，操作者的手腕关节能保持最大程度的灵活，无论操作者的手腕向左向右，或是向上向下摆动，手腕关节的运动状态都能被精确检测到，使被控制的从手关节能与操作者对应的关节协同一致动作，以增强虚拟现实或遥操作的临场感。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测人手手腕关节运动状态的检测装置。
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，遥控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。随着遥控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控操作，控制机械手多个关节一起协调运动，以实现特定功能，这就需要用到数据手套，数据手套通过测量操作者手上各个关节的位置信息作为控制指令控制机械手跟踪人手运动，使操作者产生很强的临场感。此外，近年来虚拟现实交互技术不断发展，数据手套可作为一种主要的交互设备，参与到虚拟现实交互系统的构建中，例如在一个由计算机虚拟的场景里，操作者通过数据手套控制一双虚拟的人手拆卸或装配机器等，还有远程手术、游戏、3D动画制作等都需要用到此类装置。目前市场上的数据手套系统复杂，维护困难，价格极为昂贵，使其无法大量普及、推广和使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有数据手套里的手腕关节检测装置系统复杂、结构臃肿、检测误差较大、维护困难等缺点，提出了一种外构架式结构，对手腕关节的检测环节做了全新的设计，采用独特的连接方式和巧妙的关节测量点布局，极大简化了复杂的数据手套控制系统，使操作者在使用该装置时手臂能保持最大程度的灵活，无论操作者的手腕向左向右，或是向上向下摆动，手腕关节的运动状态都能被精确检测到，使被控制的从手关节能与操作者对应的关节协同一致动作，增强虚拟现实或遥控操作的临场感。本发明是用于与计算机、机械手等交互作用的设备，由前臂固定环、关节检测部件，连杆，手套基座组成，前臂固定环固定于操作者前臂部位，关节检测部件安装于前臂固定环上，手套基座穿戴在操作者手上，前臂固定环上的关节检测部件与手套基座通过两级连杆铰接。本发明检测关节的运动角度由设置在装置上相应的角度传感器通过相应的数学算法测量，可以精确、灵敏地检测出在三维空间中操作者的手腕关节运动的角度和状态，该装置成本低，使用简单，穿戴方便，维护容易。
附图说明
图1是本发明的整体轴侧图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是关节检测部件102的轴侧图。
图4是关节检测部件102的结构示意图。
具体实施方式
本发明主要零部件：
102-1.第一关节检测部件 102-2.第二关节检测部件 1.前臂固定环
2-1.第一连杆 2-2.第二连杆
3.手套基座 4.手套 6.转动连接件
9.角度传感器 12.传动轴
具体实施方式一：如图1、图2、图3和图4所示，所述数据手套手腕关节检测装置包括前臂固定环1，第一连杆2-1，第二连杆2-2，手套基座3，手套4，隔离柱5，转动连接件6，第一关节检测部件102-1，第二关节检测部件102-2。所述前臂固定环1固定于操作者前臂部位，所述第一关节检测部件102-1的底座E通过螺钉固定于前臂固定环1的平台A上，第一关节检测部件102-1的传动轴12的轴线垂直于前臂固定环1圆环的轴线，所述第二关节检测部件102-2的底座E与第一关节检测部件102-1的传动轴12固接，所述第二关节检测部件102-2的传动轴12与第一关节检测部件102-1的传动轴12互相垂直，所述第二关节检测部件102-2的传动轴12与第一连杆2-1的一端固接，所述第一连杆2-1的另一端与第二连杆2-2的一端通过螺钉铰接，所述第一连杆2-1和第二连杆2-2铰接处安装有隔离柱5，所述第二连杆2-2的另一端通过螺钉铰接于转动连接件6的孔C，所述转动连接件6的另一孔B通过螺钉铰接于手套基座3的孔D，所述第二连杆2-2与转动连接件6铰接的轴线垂直于转动连接件6与手套基座3铰接的轴线，所述手套基座3固定于手套4上，对应于手套4掌背的位置。动作实施过程：人手能以手腕为定点在一定范围内朝各个方向转动，操作者穿戴上手套4后，固定在手套4上的手套基座3跟随操作者的手一起运动，与手套基座3铰接的转动连接件6带动与其铰接的第二连杆2-2转动，当操作者的手腕朝任一方向转动时，第二关节检测部件102-2的传动轴12的轴线与转动连接件6孔C的轴线始终保持相互平行，但两轴线之间的直线距离会随操作者的手腕转动而发生改变，使铰接的第一连杆2-1、第二连杆2-2之间发生相对转动，并驱动与第一连杆2-1固接的第二关节检测部件102-2的传动轴12转动，同时第二关节检测部件102-2绕其底座E固接部件的轴线转动，驱动与第二关节检测部件102-2底座E固接的第一关节检测部件102-1的传动轴12转动，第一关节检测部件102-1、第二关节检测部件102-2的传动轴12转动并驱动各自的角度传感器9，系统根据两个角度传感器9检测到的数据通过相应的数学算法计算出操作者手腕转动的角度和状态。
具体实施方式二：图3和图4所示，所述数据手套手腕关节检测装置对操作者手臂手腕关节运动的检测由第一关节检测部件102-1、第二关节检测部件102-2实施，所述第一关节检测部件102-1和第二关节检测部件102-2包括外壳7、8，传动轴12和角度传感器9。所述传动轴12与角度传感器9的转动轴固接。动作实施过程：当传动轴12转动时，带动与传动轴12固接的角度传感器9的转动轴转动。
作为本发明的另一实例，也可以用其他传感器代替角度传感器，同样可以起到检测人手手腕关节在三维空间中运动的角度和状态，实现本发明的目的。
作为本发明的又一实例，可以用另一关节检测部件102替代转动连接件6，第二连杆2-2固接于关节检测部件102的传动轴12，关节检测部件102的底座E与手套基座3通过螺钉铰接于手套基座3的孔D，关节检测部件102与手套基座3铰接的轴线垂直于掌面，同样可以起到检测人手手腕关节在三维空间中运动的角度和状态，实现本发明的目的。
在不使本发明的原理受到损害的情况下，上述构成的细节和具体实施方式仅仅是当做例子和图示的东西，它可以不脱离本发明的范围而广泛改变，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种数据手套手腕关节检测装置，用于与计算机、机械手交互作用的装置，由手套基座(3)，手套(4)，第一连杆(2-1)，第二连杆(2-2)，第一关节检测部件(102-1)，第二关节检测部件(102-2)，前臂固定环(1)组成；
其特征在于：
该装置固定在操作者手上；
前臂固定环(1)固定于操作者前臂部位，第一关节检测部件(102-1)安装于前臂固定环(1)上，手套基座(3)固定在手套(4)上，手套基座(3)与前臂固定环(1)通过第一连杆(2-1)和第二连杆(2-2)铰接；
数据手套手腕关节检测装置对操作者手腕关节运动的检测由第一关节检测部件(102-1)和第二关节检测部件(102-2)实施，所述第一关节检测部件(102-1)和第二关节检测部件(102-2)内部安装有检测关节动作的角度传感器(9)，可检测操作者手腕关节运动的角度和状态。
2.根据权利要求1所述的数据手套手腕关节检测装置，其特征在于：所述第一关节检测部件(102-1)和第二关节检测部件(102-2)包括外壳(9、10、11)，传动轴(12)和角度传感器(9)，所述传动轴(12)通过齿轮啮合与角度传感器(9)联动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210570039.8A CN103902020B (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 数据手套手腕关节检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210570039.8A CN103902020B (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 数据手套手腕关节检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103902020A CN103902020A (zh) | 2014-07-02 |
| CN103902020B true CN103902020B (zh) | 2017-04-12 |
Family
ID=50993392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210570039.8A Expired - Fee Related CN103902020B (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 数据手套手腕关节检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103902020B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104552229A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 苏茂 | 人手腕关节运动检测装置 |
| CN106264572B (zh) * | 2015-06-10 | 2019-05-31 | 义大医疗财团法人义大医院 | 腕关节功能量测装置 |
| CN107745378B (zh) * | 2017-10-31 | 2021-07-13 | 浙江江工自动化设备有限公司 | 一种大功率机械手智能学习控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1696872A (zh) * | 2004-05-13 | 2005-11-16 | 中国科学院自动化研究所 | 一种触觉反馈数据手套 |
| CN101432103A (zh) * | 2006-07-04 | 2009-05-13 | 松下电器产业株式会社 | 机器人手臂的控制装置及控制方法、机器人、及机器人手臂的控制程序 |
| CN101612043A (zh) * | 2009-08-04 | 2009-12-30 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 穿戴型人体手臂震颤检测与抑制机器人及其震颤抑制方法 |
| CN102773861A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | 苏茂 | 外构架式数据手套 |
| CN203259969U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-10-30 | 苏茂 | 数据手套手腕关节检测装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8572764B2 (en) * | 2010-12-09 | 2013-11-05 | Dieter Thellmann | Exercising glove |
-
2012
- 2012-12-25 CN CN201210570039.8A patent/CN103902020B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1696872A (zh) * | 2004-05-13 | 2005-11-16 | 中国科学院自动化研究所 | 一种触觉反馈数据手套 |
| CN101432103A (zh) * | 2006-07-04 | 2009-05-13 | 松下电器产业株式会社 | 机器人手臂的控制装置及控制方法、机器人、及机器人手臂的控制程序 |
| CN101612043A (zh) * | 2009-08-04 | 2009-12-30 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 穿戴型人体手臂震颤检测与抑制机器人及其震颤抑制方法 |
| CN102773861A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | 苏茂 | 外构架式数据手套 |
| CN203259969U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-10-30 | 苏茂 | 数据手套手腕关节检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103902020A (zh) | 2014-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103158162B (zh) | 外构架式双向力反馈数据手套 | |
| CN202895235U (zh) | 双向力反馈从手手臂控制装置 | |
| CN103831832B (zh) | 双向力反馈从手手臂控制装置 | |
| CN202045638U (zh) | 外构架式数据手套 | |
| CN104571597A (zh) | 拇指掌指关节运动检测装置 | |
| CN103902020B (zh) | 数据手套手腕关节检测装置 | |
| CN203259969U (zh) | 数据手套手腕关节检测装置 | |
| CN203117889U (zh) | 数据手套肩部关节检测装置 | |
| CN104742128A (zh) | 中指掌指节力反馈单元 | |
| CN104669233A (zh) | 小指力反馈装置 | |
| CN104742146A (zh) | 人手远指节关节力反馈单元 | |
| CN103895041A (zh) | 数据手套手臂旋转检测装置 | |
| CN104552313A (zh) | 人手上臂旋转运动检测装置 | |
| CN203241433U (zh) | 数据手套肘部关节检测装置 | |
| CN104669232A (zh) | 中指力反馈装置 | |
| CN105892622A (zh) | 数据手套拇指近端关节检测装置 | |
| CN104626160A (zh) | 无名指力反馈装置 | |
| CN104635916A (zh) | 食指力反馈装置 | |
| CN106919244A (zh) | 人手指间关节检测装置 | |
| CN104552314A (zh) | 万向掌指节力反馈单元 | |
| CN104626159A (zh) | 拇指近指节力反馈检测驱动装置 | |
| CN104571476A (zh) | 人体膝关节运动检测装置 | |
| CN104552340A (zh) | 手臂屈伸检测装置 | |
| CN103902021B (zh) | 数据手套肩部关节检测装置 | |
| CN103902019A (zh) | 数据手套肘部关节检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170412 |