CN107927950A - 用于虚拟现实技术的力反馈手套 - Google Patents

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陈源
金步平
王胜娟
韩瑞珍
张燕华
梅振林
张解放
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Abstract

本发明公开了一种用于虚拟现实技术的力反馈手套，相套接在一起的内套与外套，在内套五个指尖的指肚上固定设置有永磁体，在外套五个指尖的指肚上向下设有第一凸起区，在第一凸起区内设有电磁铁，所述的电磁铁连接有微处理器与电源模块；本发明用微处理器实现对电磁铁的多通道实时电流控制，通过电磁铁的磁力产生对永磁体的排斥，继而作用于人手的指尖部位，来实现对指尖触感的力反馈。

Description

用于虚拟现实技术的力反馈手套
技术领域
本发明涉及一种基于人手虚拟碰撞与受力状态的装置，特别涉及是一种用于虚拟现实技术的力反馈手套。
背景技术
虚拟现实技术是互联网科技产业同人们日益增加的娱乐需求相交的产物，受众及适用范围均较为广泛，目前市场前景十分可观。
关于可用于虚拟现实的外部设备，曾有人公开了一种虚拟现实游戏的力反馈用可动外部设备，包括底座，所述底座的顶部设置有外壳，所述底座顶部的中轴处固定连接有支架，所述支架的顶部贯穿至外壳的内部，所述支架位于外壳内部一端的右侧固定连接有第一连接块，所述第一连接块的右侧固定连接有固定底板。这种方法通过设置控制电路板、第一节数控舵机、第二节数控舵机、机械支架、第三节数控舵机、剑形软质机械臂、支架、底座、外壳、固定底板、第一连接块和第二连接块。但是这种方式的外部设备需要外接电源，不易携带，且力反馈点较少，用户使用真实感不强。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的力反馈装置连接线多，不便穿戴，用户真实感体验不强等不足，提供了一种可用于虚拟现实技术的无线便携式多点力反馈手套，更多的受力点给使用者更真实的体验。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于虚拟现实技术的力反馈手套，相套接在一起的内套与外套，在内套五个指尖的指肚上固定设置有永磁体，在外套五个指尖的指肚上向下设有第一凸起区，在第一凸起区内设有电磁铁，所述的电磁铁连接有微处理器与电源模块。本发明用微处理器实现对电磁铁的多通道实时电流控制，通过电磁铁的磁力产生对永磁体的排斥，继而作用于人手的指尖部位，来实现对指尖触感的力反馈。
作为优选，在内套的手背外侧与外套的手背内侧之间设有活动骨架，所述的活动骨架包括手掌固定片及沿手掌固定片向前延伸的五个活动关节，所述的手掌固定片连接于手套的手掌处，所述的活动关节是由多个骨架片连接组成，骨架片根部处通过连接口与手掌固定片插接配合；两两相邻的骨架片亦通过连接环与插销转动连接，插销插在连接环内，且插销与连接环各自与一个骨架片相连。活动骨架的设置可以使得每一个手指关节都可以自由弯折，给使用者更多的受力感知点和更真实的体验；活动关节由多个骨架片转动连接组成，可与人手指动作契合，并且骨架片之间是通过连接环与插销转动连接，方便连接、装卸，并且转动更加自如。
作为优选，在手套每一个手指处还设有弯曲控制机构，所述的弯曲控制机构包括电机与带齿皮带，在外套五个指尖的指甲部位向上设有第二凸起区，电机设置在第二凸起区内，电机的输出轴上连接有带齿轮轴，所述的带齿轮轴与带齿皮带啮合，带齿皮带沿手套手指长度方向从手背延伸至指尖并绕过指尖向后延伸至手掌，带齿皮带的两端分别连接于手掌固定片的手背处和手掌处，电机通过转动分配手指上部和下部的带齿皮带长度来控制活动关节的弯曲程度。电机通过转动分配手指上部和下部的皮带长度，导致张力的不同从而控制手指活动关节的位置，使手套手指模拟人手弯曲，配合指尖处触感的力反馈，真实体验感大大提高。
作为优选，所述的手掌固定片粘接于内套的手背外侧与外套的手背内侧之间。
作为优选，手掌固定片的手背处和手掌处均设有皮带固定钉口，带齿皮带的两端通过螺钉固定在皮带固定钉口处。这样可以方便带齿皮带的固定与拆卸。
作为优选，微处理器设置在外套的手背部位，电源模块设置在外套的手腕部位。
为了方便控制与了解工作状态，作为优选，在电源模块旁设有开关和指示灯。
采用了上述技术方案的本发明的设计思想及有益效果是：
本发明在可以在通信范围内穿戴此手套，并且可以不必局限于电源的位置和连接线的长短自由活动；此外，更多的受力点还可以给使用者带来更真实的体验。本发明用微处理器实现对电磁铁的多通道实时电流控制，通过电磁铁的磁力产生对永磁体的排斥，继而作用于人手的指尖部位，来实现对指尖触感的力反馈。
为了给使用者提供较高的舒适度，本产品内层有一层内套用于包裹手掌，避免工作部件与手掌摩擦；而外层设有外套；再进一步说，内外套之间设有活动骨架与弯曲控制机构，活动骨架由塑料制成，造价便宜，并且结构简单，配合弯曲控制机构控制活动骨架的弯曲，模拟人手的弯曲，体验感更佳更真实。
附图说明
图1是本发明手背面与手掌面的力反馈手套的外形结构图，左图为手掌面，右图为手背面；
图2是本发明手套指尖部分的内部结构示意图；
图3是本发明手套指尖电机牵引的结构示意图；
图4是活动骨架的结构示意图；
图5是活动骨架中骨架片的连接结构示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
实施例：本实施例关于方位的描述是基于手套在正常使用状态下描述的， 即手背朝上、手掌朝下，并非特指；如图1-5所示，本实施例的一种用于虚拟 现实技术的力反馈手套，包括：相套接在一起的内套11与外套31，在内套11 五个指尖的指肚上固定设置有永磁体15，在外套31五个指尖的指肚上向下设有 第一凸起区10，在第一凸起区10内设有电磁铁14，所述的电磁铁14连接有微 处理器与电源模块6；微处理器设置在外套手背2部位的控制盒5内，电源模块 6设置在外套31的手腕部位；在电源模块6旁设有开关8和指示灯7。
如图2、4、5所示，在内套11的手背外侧与外套31的手背内侧之间设有活动骨架16，所述的活动骨架16包括手掌固定片18及沿手掌固定片18向前延伸的五个活动关节21，所述的手掌固定片18连接于手套的手掌1内侧面处，所述的手掌固定片18粘接于内套11的手背外侧与外套31的手背内侧之间；所述的活动关节21是由多个骨架片24连接组成，骨架片21根部处通过连接口20与手掌固定片18插接配合；两两相邻的骨架片21亦通过连接环22与插销23转动连接，插销23插在连接环22内，且插销23与连接环22各自与一个骨架片24相连。
再进一步说，如图2、3所示，在手套每一个手指处还设有弯曲控制机构，所述的弯曲控制机构包括电机13与带齿皮带9，在外套31五个指尖的指甲部位向上设有第二凸起区10，电机13设置在第二凸起区10内，电机13的输出轴上连接有带齿轮轴17，所述的带齿轮轴17与带齿皮带9啮合，带齿皮带9沿手套手指长度方向从手背延伸至指尖并绕过指尖向后延伸至手掌，带齿皮带9的两端分别连接于手掌固定片18的手背处和手掌处；具体的说，手掌固定片18的手背处和手掌处均设有皮带固定钉口19，带齿皮带9的两端通过螺钉固定在皮带固定钉口19处；电机13通过转动分配手指上部和下部的带齿皮带长度来控制活动关节的弯曲程度。

Claims (7)

1.一种用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征是包括：相套接在一起的内套与外套，在内套五个指尖的指肚上固定设置有永磁体，在外套五个指尖的指肚上向下设有第一凸起区，在第一凸起区内设有电磁铁，所述的电磁铁连接有微处理器与电源模块。
2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，在内套的手背外侧与外套的手背内侧之间设有活动骨架，所述的活动骨架包括手掌固定片及沿手掌固定片向前延伸的五个活动关节，所述的手掌固定片连接于手套的手掌处，所述的活动关节是由多个骨架片连接组成，骨架片根部处通过连接口与手掌固定片插接配合；两两相邻的骨架片亦通过连接环与插销转动连接，插销插在连接环内，且插销与连接环各自与一个骨架片相连。
3.根据权利要求2所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，在手套每一个手指处还设有弯曲控制机构，所述的弯曲控制机构包括电机与带齿皮带，在外套五个指尖的指甲部位向上设有第二凸起区，电机设置在第二凸起区内，电机的输出轴上连接有带齿轮轴，所述的带齿轮轴与带齿皮带啮合，带齿皮带沿手套手指长度方向从手背延伸至指尖并绕过指尖向后延伸至手掌，带齿皮带的两端分别连接于手掌固定片的手背处和手掌处，电机通过转动分配手指上部和下部的带齿皮带长度来控制活动关节的弯曲程度。
4.根据权利要求2所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，所述的手掌固定片粘接于内套的手背外侧与外套的手背内侧之间。
5.根据权利要求3所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，手掌固定片的手背处和手掌处均设有皮带固定钉口，带齿皮带的两端通过螺钉固定在皮带固定钉口处。
6.根据权利要求1所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，微处理器设置在外套的手背部位，电源模块设置在外套的手腕部位。
7.根据权利要求6所述的用于虚拟现实技术的力反馈手套，其特征在于，在电源模块旁设有开关和指示灯。
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