CN111752393A - 一种穿戴式智能手套 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穿戴式智能手套，包括手套本体、数据通讯单元、微处理器及供电单元；手套本体的手掌部分或手背部分设置有第一姿态传感单元；手套本体的每个手指上分别设置有独立的第二姿态传感单元；手套本体每个手指的指尖分别设置有独立的触感反馈单元；手套本体的掌心部分及手指的内侧面均设置有按压输入单元；本发明不但可以跟踪捕捉灵活的手势姿态变化，实时地将数据传送到微处理器，并由数据通讯单元将数据传送给上位机，实现在上位机中呈现手部运动，提高了人机交互的效率及手势动作识别的准确可靠性，极大的丰富了该穿戴式智能手套所能实现的功能的设计，提升了用户的体验感。

Description

一种穿戴式智能手套

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及智能穿戴技术，特别涉及一种穿戴式智能手套。

背景技术

目前，从台式电脑到笔记本电脑，所配的标准输入设备都是键盘和鼠标，一直到平板电脑和手机，触摸屏才开始普及，触摸屏相较于键盘和鼠标，其移动便携性更好，输入更简便，但是触摸屏的输入速度远较键盘和鼠标为慢，这是平板电脑和手机无法取代电脑的一个重要的原因。

近年来，虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR）得到了突飞猛进式的发展，并越来越受到消费者的青睐，无论是VR眼镜还是AR眼镜，其均允许使用者佩戴在头部并能够在使用者的眼前创建一个虚拟场景，以由该虚拟场景帮助使用者体验虚拟世界；无论是VR眼镜还是AR眼镜，与使用者之间的交互将会变得越来越多，越来越重要，而在人机交互领域多种交互方式中，通过手势进行的交互，无疑是最重要的交互方式之一，手势动作较其他交互方式更为方便和直接；随着计算机技术的快速发展，手势交互的应用场景越来越多，出现了多种动作捕捉技术，目前大多数动作捕捉应用中采用通过多个不同角度的摄像头拍摄到的不同角度的图像，再进行图像处理，从而识别出手的运动状态，这种技术的局限在于容易受到环境光线及摄像头距离的远近影响，容易出现识别不准确的问题，而且灵活性较差。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种穿戴式智能手套，用于解决现有手势交互技术中容易出现手势动作识别不准确、灵活性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种穿戴式智能手套，包括：手套本体、数据通讯单元、微处理器及供电单元；所述手套本体的手掌部分或手背部分设置有第一姿态传感单元；所述手套本体的每个手指上分别设置有独立的第二姿态传感单元；所述手套本体每个手指的指尖分别设置有独立的触感反馈单元；所述数据通讯单元用于同上位机进行通讯连接；所述微处理器的输入端分别与第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、数据通讯单元连接，所述微处理的输出端分别与触感反馈单元、数据通讯单元连接；所述供电单元分别与第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、触感反馈单元、数据通讯单元及微处理器连接，用于为第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、触感反馈单元、数据通讯单元及微处理器供电。

于本发明的一实施例中，所述第一姿态传感单元和所述第二姿态传感单元均包括陀螺仪和加速度传感器；其中，所述陀螺仪采用三轴陀螺仪，所述加速度传感器采用三轴加速度传感器。

于本发明的一实施例中，所述第二姿态传感单元包括光纤传感器；其中，所述第二姿态传感单元包括上、下、左、右四组光纤传感器，且上下两组光纤传感器与左右两组光纤传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

于本发明的一实施例中，所述第二姿态传感单元包括伸缩式可变电阻传感器；其中，所述第二姿态传感单元包括上、下、左、右四组伸缩式可变电阻传感器，且上下两组伸缩式可变电阻传感器与左右两组伸缩式可变电阻传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

于本发明的一实施例中，所述手套本体的外表面部分，手掌和手指的各关节对应处均设置有至少一个光学标记识别点，以通过所述上位机的摄像头识别所述光学标记识别点实现提高所述摄像头对手和手指动作识别的可靠性。

于本发明的一实施例中，所述触感反馈单元采用电致变形材料制作，所述触感反馈单元与所述指尖的形状相匹配。

于本发明的一实施例中，所述手套本体密封不透气，所述手背部分从外到内依次包括：防护层、保温层、通风层及分隔层；所述通风层内设置有引气管道，所述引气管道的一端通过管道与风冷式空调服连接，所述引气管道的另一端延伸至所述手套本体的指端和手背，所述通风层的内侧面设置有沟槽；所述分隔层采用透气网布；所述手套本体通过气密拉链与所述风冷式空调服连接成整体；所述风冷式空调服在袖口处设置有用于收纳所述手套本体的口袋。

于本发明的一实施例中，所述手套本体的手掌部分设置有抓握感反馈单元，所述抓握感反馈单元包括紧贴手掌部分和手指内侧面的硬质护套；所述硬质护套分为多节，并与手掌和手指各关节的节间形状相匹配，且不影响手掌和手指各关节正常活动，所述硬质护套之间通过电致硬化材料连接，所述硬质护套内侧面上设置有沟槽，所述硬质护套外侧面设置有防护层。

于本发明的一实施例中，所述手套本体的掌心部分及手指部分的内侧面均设置有按压输入单元，所述按压输入单元采用微动薄膜按键开关，或者所述按压输入单元采用薄膜式压力传感器，所述按压输入单元用于实现按键输入和实体抓握的确认操作。

于本发明的一实施例中，所述数据通讯单元采用有线通讯模式或无线通讯模式。

于本发明的一实施例中，所述供电单元采用电池供电，且所述电池位于所述手套本体的手腕处，或者所述供电单元通过导线与上位机连接，由上位机的电源进行供电。

如上所述，本发明所述的穿戴式智能手套，具有以下有益效果：

（1）通过本发明提供的穿戴式智能手套进行手部动作的捕捉，不但可以跟踪捕捉灵活的手势姿态变化，实时地将数据传送到微处理器，并由数据通讯单元将数据传送给上位机，实现在上位机中呈现手部运动，提高了人机交互的效率及手势动作识别的准确可靠性，极大的丰富了该穿戴式智能手套所能实现的功能的设计，提升了用户的体验感；

（2）与现有技术相比，本发明通过姿态传感单元准确识别手指的动作，对应既定的动作模型规则，通过识别手指弯曲度、移动、敲击动作，完成无实体键盘、鼠标和触摸屏的情形下的键盘输入、光标移动、操控等工作；微处理器同时送出控制信号给到指尖的触感反馈单元，使手指产生触摸或敲击感；同时该穿戴式智能手套还能对各种虚拟物品、工具进行抓握、移动、翻转和放大缩小等操纵，并同时产生实体抓握感。

附图说明

图1显示为本发明的穿戴式智能手套于一实施例中的工作原理框图。

图2显示为本发明的穿戴式智能手套的手背部分于一实施例中的截面图。

图3显示为本发明的按压输入单元于一实施例中的结构示意图。

图4显示为本发明的触感反馈单元于一实施例中的结构示意图。

图5显示为本发明的第二姿态传感单元于一实施例中的结构示意图。

图6显示为本发明的光学标记识别点于一实施例中的结构示意图。

标号说明

1-数据通讯单元；2-微处理器；3-供电单元；4-第一姿态传感单元；5 -第二姿态传感单元；6-触感反馈单元；7-按压输入单元；8-上位机；9-光学标记识别点；10-抓握感反馈单元；11-防护层；12-保温层；13-通风层；14-分隔层；15-沟槽；16-手套本体；17-手指部分。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的穿戴式智能手套，通过本发明提供的穿戴式智能手套进行手部动作的捕捉，不但可以跟踪捕捉灵活的手势姿态变化，实时地将数据传送到微处理器，并由数据通讯单元将数据传送给上位机，实现在上位机中呈现手部运动，提高了人机交互的效率及手势动作识别的准确可靠性，极大的丰富了该穿戴式智能手套所能实现的功能的设计，提升了用户的体验感；与现有技术相比，本发明通过姿态传感单元准确识别手指的动作，对应既定的动作模型规则，通过识别手指弯曲度、移动、敲击动作，完成无实体键盘、鼠标和触摸屏的情形下的键盘输入、光标移动、操控等工作；微处理器同时送出控制信号给到指尖的触感反馈单元，使手指产生触摸或敲击感；同时该穿戴式智能手套还能对各种虚拟物品、工具进行抓握、移动、翻转和放大缩小等操纵，并同时产生实体抓握感。

如图1至图6所示，于一实施例中，本发明的穿戴式智能手套包括手套本体16、数据通讯单元1、微处理器2及供电单元3。

所述手套本体16的手掌部分或手背部分设置有第一姿态传感单元4；所述手套本体16的每个手指上分别设置有独立的第二姿态传感单元5。

具体地，第二姿态传感单元5包括大拇指姿态传感单元、食指姿态传感单元、中指姿态传感单元、无名指姿态传感单元及小拇指姿态传感单元。

于一实施例中，所述第一姿态传感单元4和所述第二姿态传感单元5均包括陀螺仪和加速度传感器；其中，所述陀螺仪采用三轴陀螺仪，所述加速度传感器采用三轴加速度传感器。

具体地，基于陀螺仪和加速度传感器的姿态传感单元包括第一姿态传感单元4和第二姿态传感单元5，该穿戴式智能手套采用内嵌的陀螺仪和加速度传感器用于识别手指的不同弯曲角度以及敲击动作。

需要说明的是，角速度传感器也称为陀螺仪，角速度传感器的原理通俗地说，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的；

MEMS（微机电）陀螺仪指集机械元素、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统，其核心部件通过掺杂技术、光刻技术、腐蚀技术、LIGA技术、封装技术等批量生产的，它大大地简化了设备结构和电路装置，从而具备优越的操作特性，应用于运动物体的位置控制和姿态控制以及其它需要精确角度测量的场合；单轴的角速度传感器只能测量单一方向的改变，因此一般的系统要测量 X、Y、Z轴三个方向的改变，就需要三个单轴的角速度传感器，即三轴陀螺仪。

MEMS陀螺仪精度不如光纤和激光陀螺仪，需要参考其他定位坐标的数据才能精确实现功能，但其体积小、功耗低、易于数字化和智能化，特别是成本低，易于批量生产，非常适合手机和智能穿戴这些需要大规模生产的设备。

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器，加速度传感器的原理是牛顿第二定律，即加速度定律， a(加速度)=F(惯性力)/m(质量) ，只需要测量惯性力就可以得到加速度，用电磁力去平衡惯性力就可以得到惯性力对应于电流的关系，用实验去标定这个比例系数就行了。

加速度传感器通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成；传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值；根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

通过测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度；通过分析动态加速度，可以分析出设备移动的方式；由于加速度传感器可以利用力的分解原理，通过重力加速度在不同轴向上的分量来判断倾角，同时，它没有积分误差，所以加速度传感器在相对静止的条件下，可以有效校正陀螺仪的误差，但在运动状态下，加速度传感器输出的可信度就要下降，因为它测量的是重力和外力的合力。

加速度传感器也需要同时读取X、Y、Z 三轴对地加速度值，该穿戴式智能手套上的三轴角速度传感器和三轴加速度传感器通过FPC柔性电路板设置在手套本体16的内部，其中三轴角速度传感器互成90度角安装，且与手套本体16相匹配贴合设置。

于一实施例中，所述第二姿态传感单元5包括光纤传感器；其中，所述第二姿态传感单元5包括上、下、左、右四组光纤传感器，且上下两组光纤传感器与左右两组光纤传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

具体地，基于光纤传感器的姿态传感单元，手指中采用互相垂直的上下和左右两组光纤传感器（第二姿态传感单元5），每组光纤传感器以指尖为分割点，再细分为两组，这样光纤传感器就被手指分为上、下、左、右四组，用于识别手指的不同弯曲角度以及敲击动作。

需要说明的是，光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器，光纤传感器的工作原理是将单色光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件，经解调器后获得被测参数，整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用，通过测量通过光纤的光的强度、波长、频率、相位、偏振态等变化，就可以知道被测物理量的变化，这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。

该穿戴式智能手套中，激光器的点光源光束扩散为平行波，经分光器分为两路，一为基准光路，另一为测量光路，手指的移动引起测量光路长度的变化和相应的光相位变化，从而与基准光路的激光产生干涉引起光电接收器件上信号的强弱变化，对它的信号变化进行计数，就可测量手指的移动距离，对上、下、左、右四组光纤传感器的信号进行分析，就可以知道手指的弯曲角度、移动方向、移动距离以及敲击动作。

因为光纤本身的伸缩量并不大，所以需要将光纤收缩折叠成蛇形，使光纤有足够的伸缩量，以不影响手指的活动，光纤传感器的激光光源和光电器件都位于手背处，不影响手的抓握。

于一实施例中，所述第二姿态传感单元5包括伸缩式可变电阻传感器；其中，所述第二姿态传感单元5包括上、下、左、右四组伸缩式可变电阻传感器，且上下两组伸缩式可变电阻传感器与左右两组伸缩式可变电阻传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

具体地，该穿戴式智能手套的手指中采用互相垂直的上下和左右两组的伸缩式可变电阻传感器（第二姿态传感单元5），每组伸缩式可变电阻传感器以指尖为分割点，再细分为两组，这样伸缩式可变电阻传感器就被手指分为上、下、左、右四组，在手指活动时，上、下、左、右四组伸缩式可变电阻传感器的阻值不断发生变化，对上、下、左、右四组可变电阻传感器的阻值进行分析，就可以知道手指的弯曲角度、移动方向、移动距离以及敲击动作。

需要说明的是，基于伸缩式可变电阻传感器的姿态传感单元，其伸缩式可变电阻采用的是导体或半导体在拉伸或收缩时，其电阻会发生变化，并以此进行测量的方法，如含有碳粉的导电橡胶在拉伸时，因为碳粉间的间距被拉开，其导通电阻增加，而在压缩时，因为碳粉间的间距被压近，其导通电阻减小。

所述手套本体16每个手指的指尖分别设置有独立的触感反馈单元6。

具体地，触感反馈单元6包括大拇指触感反馈单元、食指触感反馈单元、中指触感反馈单元、无名指触感反馈单元及小拇指触感反馈单元。

于一实施例中，所述触感反馈单元6采用电致变形材料制作，所述触感反馈单元6与所述指尖的形状相匹配，当触感反馈单元6收到微处理器2送来的信号时，触感反馈单元6变形对指尖部分施加作用力，使手指产生触摸或敲击感（比如手指正确放在虚拟键盘上时，在双手食指上产生按压到F键和J键上的突起点的感觉）。

需要说明的是，电致变形材料是能够在外加电场作用下，通过材料内部结构改变而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的材料，如电活性聚合物材料。电活性聚合物是一类能够在电场作用下，改变其形状或大小的聚合物材料，这类材料常见应用在执行器和传感器上；电活性聚合物的一个典型特性是能够在维持巨大受力作用的同时进行大幅度的变形，早期大多数电致变形器件是由压电陶瓷材料制作，但压电陶瓷材料的变形量太小，应用在该穿戴式智能手套中无法提供足够的触感反馈变形量。

所述数据通讯单元1用于同上位机8进行通讯连接。

具体地，数据通讯单元1接收上位机8传送过来坐标原点、字符和图形等的坐标信息，同时将该穿戴式智能手套选取的各字符、图形和位置信息上传给上位机8。

需要说明的是，上位机8包括但不限于PC机、智能手机、智能交互平台。

于一实施例中，所述数据通讯单元1采用有线通讯模式或无线通讯模式。

具体地，有线通讯模式包括但不限于PS2、USB通讯协议；无线通讯模式包括但不限于蓝牙通讯协议。

所述微处理器2的输入端分别与第一姿态传感单元4、第二姿态传感单元5、数据通讯单元1连接，所述微处理2的输出端分别与触感反馈单元6、数据通讯单元1连接。

所述供电单元3分别与第一姿态传感单元4、第二姿态传感单元5、触感反馈单元6、数据通讯单元1及微处理器2连接，用于为第一姿态传感单元4、第二姿态传感单元5、触感反馈单元6、数据通讯单元1及微处理器2供电。

于一实施例中，所述供电单元3采用电池供电，且所述电池位于手套本体16的手腕处，或者所述供电单元3通过导线与上位机8连接，由上位机8的电源进行供电。

于一实施例中，所述手套本体16的外表面部分，手掌和手指的各关节对应处均设置有至少一个光学标记识别点9，所述光学标记识别点9通过所述上位机8的摄像头识别所述光学标记识别点9，实现提高所述摄像头对手和手指动作识别的可靠性。

需要说明的是，该穿戴式智能手套的姿态及坐标定位还可基于光学定位的姿态定位模式来实现；具体地，在该穿戴式智能手套的外表面部分，手掌和手指的各关节对应处均设有光学标记识别点9，摄像头可以很容易的识别手套上的标记识别点9，以提高摄像头对手和手指的动作识别可靠性；通过两个或两个以上不同角度的摄像头拍摄到的不同角度的手套图像，再进行图像处理，即可识别出手和手指的运动状态。

于一实施例中，所述手套本体16密封不透气，所述手套本体16的手背部分从外到内依次包括防护层11、保温层12、通风层13及分隔层14。

具体地，所述通风层13内设置有引气管道，所述引气管道的一端通过管道与风冷式空调服连接，所述引气管道的另一端延伸至所述手套本体16的指端和手背，以使引气管道将空气导向手指及手掌各处；所述通风层13的内侧面设置有沟槽15，在沟槽15中形成空气通道，可以有效避免手套紧贴手部时导致空气不能正常流动；所述分隔层14采用透气网布；所述手套本体16通过气密拉链与所述风冷式空调服连接成整体。

需要说明的是，该防护层11采用防水、防油、防火或抗菌等的材料制成，以起到特定功能的目的；该保温层12采用软质低导热材料制成，如软质气凝胶材料，以隔绝手套内外的温度；该保温层12和该通风层13均不透气，从而可以有效地降低手套各部分的漏气量；该分隔层14采用透气网布制成，空气经过网布会通过网布均匀疏散至手部各处，进行空气循环，网布防汗水，且透气，使穿戴更加舒适；手套本体16通过气密拉链与风冷式空调服连接成整体，手套本体16内的供气压力大于空调服内的供气压力，使手套本体16内的空气通过缝隙流入空调服内。

进一步地，手套本体16始终通过管道与风冷式空调服连接在一起，且不采用分段的气管及气管接头与风冷式空调服进行连接，手套的供电单元3和数据通讯单元1也始终采用有线连接方式通过风冷式空调服与上位机连接，使手套不会出现忘带和易掉的问题。为此，需要在风冷式空调服的袖口处设置用于收纳所述手套本体16的口袋，使得手套本体16在不使用时可以收入该口袋内。

于一实施例中，所述手套本体16的手掌部分设置有抓握感反馈单元10，所述抓握感反馈单元10包括紧贴手掌部分和手指内侧面的硬质护套。

需要说明的是，所述抓握感反馈单元10与所述微处理器2的输出端连接，所述抓握感反馈单元10还与供电单元3连接，供电单元3用于为抓握感反馈单元10供电。

具体地，所述硬质护套分为多节，并与手掌和手指各关节的节间形状相匹配，且不影响手掌和手指各关节正常活动，所述硬质护套之间通过电致硬化材料连接，所述硬质护套内侧面上设置有沟槽，所述硬质护套外侧面设置有防护层。

需要说明的是，电致硬化材料可以是电流变液，电流变液(ElectrorheologicalFluids) 简称ER液体或ER流体，它在通常条件下是一种悬浮液，电流变液在电场的作用下可发生液体—固体的转变；当外加电场强度大大低于某个临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，它就变成固态；在电场强度的临界值附近，这种悬浮液的粘滞性随电场强度的增加而变大，这时很难说它是呈液态还是呈固态。

进一步地，电流变液在硬质护套之间起到连接作用时，需要装入软管内，软管内连接有导线，在微处理器2检测到手的各关节活动到预定的位置时，通过对软管内的电流变液通电，使软管变成硬管，将手的各关节固定到相应的姿态，使手产生真实的抓握感；比如在使用者使用虚拟的笔时，当使用者手的姿态完成虚拟的笔的抓握时，对应关节内的软管变成硬管，使使用者产生抓握笔的感觉；另外，电流变液的粘滞性随电场强度的增加而变大的特性也可以让手指产生阻力感，比如在点击虚拟鼠标按键过程中产生类似于鼠标按键的推阻感。

于一实施例中，所述手套本体16的掌心部分及手指部分17的内侧面均设置有按压输入单元7，所述按压输入单元7采用微动薄膜按键开关，或者所述按压输入单元7采用薄膜式压力传感器，所述按压输入单元7用于实现按键输入和实体抓握的确认操作。所述按压输入单元7位于抓握感反馈单元10的硬质护套之外，这样可以避免在抓取虚拟物品时也按压到按压输入单元7。

进一步地，所述按压输入单元7与所述微处理器2的输入端连接，所述按压输入单元7还与供电单元3连接，供电单元3用于为按压输入单元7供电。

需要说明的是，通过手指按压掌心处的按压输入单元7，可以实现相应的确认功能（如通过中指按压掌心处的按压输入单元7，可以实现类似于蜘蛛侠发射蛛丝的虚拟效果），或者在使用者抓取实物时，因为实物对手指和掌心处按压输入单元7的按压，从而实现实体抓握的确认。

需要说明的是，该穿戴式智能手套的工作原理为：

利用姿态传感单元对人的手势进行识别，微处理器2通过分析姿态传感单元的数据，有效识别手和手指动作的模型；微处理器2同时接收上位机8的数据，与手和手指的动作模型数据进行比对分析，完成字符输入或指令对应和选定；当手指移动到预设位置时，微处理器2同时送出控制信号给到指尖的触感反馈单元6，使手指产生触摸或敲击感，同时该穿戴式智能手套还能实现对各种虚拟物品、工具进行抓握、移动、翻转和放大缩小等操纵，并同时产生实体抓握感。

综上所述，本发明的穿戴式智能手套，通过本发明提供的穿戴式智能手套进行手部动作的捕捉，不但可以跟踪捕捉灵活的手势姿态变化，实时地将数据传送到微处理器，并由数据通讯单元将数据传送给上位机，实现在上位机中呈现手部运动，提高了人机交互的效率及手势动作识别的准确可靠性，极大的丰富了该穿戴式智能手套所能实现的功能的设计，提升了用户的体验感；与现有技术相比，本发明通过姿态传感单元准确识别手指的动作，对应既定的动作模型规则，通过识别手指弯曲度、移动、敲击动作，完成无实体键盘、鼠标和触摸屏的情形下的键盘输入、光标移动、操控等工作；微处理器同时送出控制信号给到指尖的触感反馈单元，使手指产生触摸或敲击感；同时该穿戴式智能手套还能对各种虚拟物品、工具进行抓握、移动、翻转和放大缩小等操纵，并同时产生实体抓握感；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种穿戴式智能手套，其特征在于，包括：手套本体、数据通讯单元、微处理器及供电单元；

所述手套本体的手掌部分或手背部分设置有第一姿态传感单元；所述手套本体的每

个手指上分别设置有独立的第二姿态传感单元；所述手套本体每个手指的指尖分别设置

有独立的触感反馈单元；

所述数据通讯单元用于同上位机进行通讯连接；

所述微处理器的输入端分别与第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、数据通讯单元连接，所述微处理的输出端分别与触感反馈单元、数据通讯单元连接；

所述供电单元分别与第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、触感反馈单元、数据通讯单元及微处理器连接，用于为第一姿态传感单元、第二姿态传感单元、触感反馈单元、数据通讯单元及微处理器供电。

2.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述第一姿态传感单元和所述第二姿态传感单元均包括陀螺仪和加速度传感器；其中，所述陀螺仪采用三轴陀螺仪，所述加速度传感器采用三轴加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述第二姿态传感单元包括光纤传感器；其中，所述第二姿态传感单元包括上、下、左、右四组光纤传感器，且上下两组光纤传感器与左右两组光纤传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

4.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述第二姿态传感单元包括伸缩式可变电阻传感器；其中，所述第二姿态传感单元包括上、下、左、右四组伸缩式可变电阻传感器，且上下两组伸缩式可变电阻传感器与左右两组伸缩式可变电阻传感器互相垂直，用于识别手指的动作。

5.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述手套本体的外表面部分，手掌和手指的各关节对应处均设置有至少一个光学标记识别点，以通过所述上位机的摄像头识别所述光学标记识别点实现提高所述摄像头对手和手指动作识别的可靠性。

6.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述触感反馈单元采用电致变形材料制作，所述触感反馈单元与所述指尖的形状相匹配。

7.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述手套本体密封不透气，所述手背部分从外到内依次包括：防护层、保温层、通风层及分隔层；

所述通风层内设置有引气管道，所述引气管道的一端通过管道与风冷式空调服连接，所述引气管道的另一端延伸至所述手套本体的指端和手背，所述通风层的内侧面设置有沟槽；

所述分隔层采用透气网布；

所述手套本体通过气密拉链与所述风冷式空调服连接成整体；

所述风冷式空调服在袖口处设置有用于收纳所述手套本体的口袋。

8.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述手套本体的手掌部分设置有抓握感反馈单元，所述抓握感反馈单元包括紧贴手掌部分和手指内侧面的硬质护套；

所述硬质护套分为多节，并与手掌和手指各关节的节间形状相匹配，所述硬质护套之间通过电致硬化材料连接，所述硬质护套内侧面上设置有沟槽，所述硬质护套外侧面设置有防护层。

9.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述手套本体的掌心部分及手指部分的内侧面均设置有按压输入单元，所述按压输入单元采用微动薄膜按键开关，或者所述按压输入单元采用薄膜式压力传感器，所述按压输入单元用于实现按键输入和实体抓握的确认操作。

10.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述数据通讯单元采用有线通讯模式或无线通讯模式。

11.根据权利要求1所述的穿戴式智能手套，其特征在于，所述供电单元采用电池供电，且所述电池位于所述手套本体的手腕处，或者所述供电单元通过导线与上位机连接，由上位机的电源进行供电。

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