CN112338899A - 手部外骨骼、医疗设备和模拟抓取系统 - Google Patents
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Abstract
本申请关于一种手部外骨骼、医疗设备和模拟抓取系统，涉及机器人领域，该手部外骨骼包括至少一个机械手指套以及机械手掌座；机械手指套包括指段固定件、连杆组件和电机，指段固定件包括第一指段固定件和第二指段固定件、连杆组件包括第一连杆组件和第二连杆组件。通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
Description
技术领域
本申请涉及机器人领域，特别涉及一种手部外骨骼、医疗设备和模拟抓取系统。
背景技术
手部外骨骼是一种模仿人体的手部结构制作的机械装置，其可以从外部对人体的手部结构提供保护，并配合人体的手部完成动作。目前，手部外骨骼常应用于仿生模拟的场景下，以模拟使用者位于物体的抓取过程。
在该场景中，使用者在主端穿戴手部外骨骼，并且使用穿戴该手部外骨骼的手进行模拟抓取，此时，远处从端的机械手根据手部外骨骼的运动状态，对同样位于远处从端的物体进行抓取。
然而，在远处从端的机械手抓取到物体后，手部外骨骼不会对应产生反馈，此时，主端穿戴有手部外骨骼的使用者不会感知到从端的机械手已抓取到物体。在进行模拟抓取的过程中，现有技术中的手部外骨骼可提供的人机交互性能较差。
发明内容
本申请实施例提供了一种手部外骨骼、医疗设备和模拟抓取系统，能够在进行模拟抓取的过程中，提高手部外骨骼可提供的人机交互性能。所述技术方案如下：
根据本申请的一个方面，提供了一种手部外骨骼，该手部外骨骼包括：至少一个机械手指套以及机械手掌座；
机械手指套包括指段固定件、连杆组件和电机，电机与连杆组件活动连接，电机用于控制连杆组件的运动；
指段固定件包括第一指段固定件和第二指段固定件、连杆组件包括第一连杆组件和第二连杆组件；
第一连杆组件分别与机械手掌座以及第一指段固定件活动连接；
第二连杆组件分别与第一指段固定件以及第二指段固定件活动连接。
另一方面，提供了一种医疗设备，该医疗设备包括上述任一实施例所示的手部外骨骼以及医疗中控设备；
医疗中控设备与手部外骨骼建立有通信连接。
另一方面，提供了一种模拟抓取系统，该模拟抓取系统包括如图6至图12对应的任一实施例所示的手部外骨骼、中控设备以及模拟抓取装置；
手部外骨骼与模拟抓取装置通过中控设备建立有通信连接。
另一方面，提供了一种模拟抓取系统，该模拟抓取系统包括如图6至12对应的任一实施例所示的手部外骨骼、中控设备以及模拟抓取装置。
模拟抓取装置，用于响应于抓取目标物体，向中控设备发送第一控制信号，控制信号用于对手部外骨骼施加约束；
中控设备，用于向手部外骨骼的电机转发第一控制信号；
电机，用于接收第一控制信号，基于第一控制信号控制连杆组件的运动。
另一方面，提供了一种模拟抓取系统，该模拟抓取系统包括如图6至12对应的任一实施例所示的手部外骨骼、中控设备以及模拟抓取装置；
手部外骨骼，用于接收第一控制信号，第一控制信号为响应于使用者对手部外骨骼的操作生成的信号；向中控设备发送第一控制信号；
中控设备，用于向模拟抓取装置转发第一控制信号；
模拟抓取设备，用于接收第一控制信号，基于第一控制信号对目标物体进行抓取。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼的应用场景示意图；
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼的结构示意图；
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械手指套的结构示意图；
图4示出了本申请一个示例性实施例提供的一种人体手部与指段固定件的对应关系的示意图；
图5示出了本申请一个示例性实施例提供的一种第一连接与电机之间连接的示意图；
图6示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼的结构示意图；
图7是本申请一个示例性实施例提供的一种第一电机与其他机构的连接关系示意图；
图8是本申请一个示例性实施例提供的第二电机与其他机构的连接关系示意图；
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼的示意图；
图10示出了本申请一个示例性实施例提供的一种延伸组件的结构示意图；
图11示出了本申请一个示例性实施例提供的一种调整机构的结构示意图；
图12示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼的结构示意图；
图13示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械手指套的示意图；
图14示出了本申请一个示例性实施例提供的一种人体手部与指段固定件的对应关系的示意图；
图15示出了本申请一个示例性实施例提供的一种医疗设备的结构示意图；
图16示出了本申请一个示例性实施例提供的一种模拟抓取系统的结构示意图。
附图中的各个标号说明如下：
1-手部外骨骼；
11-机械手指套，12-机械手掌座，13-延伸组件，14-第一编码器，15-第二编码器；
111-指段固定件，112-连杆组件，113-电机；
1101-第一机械手指套，1102-第二机械手指套；
1111-第一指段固定件，1112-第二指段固定件，1113-第三指段固定件；
1121-第一连杆组件，1122-第二连杆组件，1123-第三连杆组件，1124-第四连杆组件；
1131-第一电机，1132-第二电机，1133-电机连杆；
131-支承机架，132-调整机构，133-定位件；
1321-弹簧，1322-第一通孔，1323-第二通孔，1324-第三通孔，1325-第四通孔，1326-第一销轴，1327-第二销轴，1328-第三销轴，1329-第四销轴；
1331-定位件编码器；
101-主端，102-从端，计算机设备-103；
1010-使用者，1021-机械手，1022-物体；
21-第一连杆，22-第二连杆，23-第三连杆，24-第四连杆，25-第五连杆，26-第六连杆，27-第七连杆，28-第八连杆，29-第九连杆，210-第十连杆；
3-连杆关节；
31-第一连杆关节，32-第二连杆关节，33-第三连杆关节，34-第四连杆关节；
341-第四连杆第一关节，342-第四连杆第二关节；
401-拇指，402-食指，403-中指，404-无名指，405-小指；
4011-拇指第一指节，4012-拇指第二指节；
4021-食指第一指节，4022-食指第三指节，4023-食指第二指节；
200-医疗设备，2010-医疗中控设备；
300-模拟抓取系统，310-中控设备，320-模拟抓取装置。
具体实施方式：
除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
在本申请实施例中，所涉及的“前”、“后”均以附图中所示的前和后为基准；“第一端”、“第二端”为相对的两端。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼1的应用场景示意图。请参考图1，该应用场景包括主端101、从端102和实现主端101与从端102之间的数据交互的计算机设备103。在主端101中，包括使用者1010，该使用者1010穿戴有手部外骨骼1，在使用该手部外骨骼1进行模拟抓取的过程中，手部外骨骼1的移动信号将被发送至计算机设备103中，并经由计算机设备103发送至从端102的机械手1021中，机械手1021将根据该移动信号，执行对物体1022的抓取。当机械手1021抓取到物体1022时，机械手1021通过计算机设备103向手部外骨骼1进行抓取信号的转发，在接收到抓取信号后，手部外骨骼1进行制动，限制使用者1010穿戴在手部外骨骼1当中的手部的运动。
如上仅以示例性的方法对本申请涉及的手部外骨骼的应用场景进行说明。在另一个可选的实施例中，本申请所涉及的手臂外骨骼还可以应用于协助患者进行手部手术的术后康复的场景中；在另一个可选的实施例中，本申请所涉及的手臂外骨骼还可以应用于为手部体重支承，以拉取重物的应用场景中。本申请对于手部外骨骼的实际应用方式不作限制。
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼1的结构示意图，请参考图2。如图2所示，该手部外骨骼1包括至少一个机械手指套11以及机械手掌座12。
机械手指套11包括指段固定件111、连杆组件112和电机113，指段固定件111包括第一指段固定件1111和第二指段固定件1112、连杆组件112包括第一连杆组件1121和第二连杆组件1122，电机113用于控制连杆组件112的运动；第一连杆组件1121分别与机械手掌座12以及第一指段固定件1111活动连接；第二连杆组件1122分别与第一指段固定件1111以及第二指段固定件1112活动连接；电机113与连杆组件112活动连接。
为模仿手部结构，本申请设计的手部外骨骼1包括机械手指套11和机械手掌座12。其中，机械手指套11与手指相对应，机械手掌座12与手掌相对应。可选地，机械手指套11的数量为一个，以对应使用者需要使用单根手指的情况；或，机械手指套11的数量为两个，以对应使用者需要使用两根手指的情况；或，机械手指套11的数量为五个，以对应使用者需要对应整个手部进行使用的情况。本申请实施例对于机械手指套11的具体个数不作限制。在一个示例中，当使用者使用该手部外骨骼1时，使用者的手部被托于机械手掌座12上，且使用者的手指伸入机械手指套11当中；在另一个示例中，当使用者使用该手部外骨骼1时，机械手掌座12位于使用者的手部上方，且使用者的手指伸入机械手指套11当中。机械手指套11与机械手掌座12活动连接。在一个示例中，机械手指套11与活动手掌座12之间通过连杆进行活动连接。本申请实施例对于机械手指套11与机械手掌座12之间的连接方式不作限定。
在图2所示出的示例中，机械手指套11的数量为1个。本申请中，对于机械手指套11的数量不做限定。
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机械手指套11的结构示意图。请参考图3。在本申请实施例中，机械手指套11中包括了指段固定件111、连杆组件112和电机113。其中，指段固定件111包括第一指段固定件1111和第二指段固定件1112，连杆组件112包括了第一连杆组件1121以及第二连杆组件1122。
本申请中，指段固定件111可以实现为套筒式指段固定件；或，指段固定件111可以实现为夹片式指段固定件；或，指段固定件111可以实现为半覆盖式指段固定件。在本申请实施例中，以指段固定件111为半覆盖式指段固定件为例进行说明。
在本申请实施例中，一个指段固定件111中包括一个第一指段固定件1111以及一个第二指段固定件1112。其中，请参考图4，当指段固定件111对应人体的拇指401使用时，第一指段固定件1111对应拇指第一指节4011，第二指段固定件1112对应拇指第二指节4012；当指段固定件111对应人体的食指402使用时，第一指段固定件1111对应食指第一指节4021，第二指段固定件1112对应食指第三指节4022。当指段固定件111对应人体的中指403、无名指404以及小指405时，其对应方式与指段固定件111与食指402的对应方式相同。
连杆组件112中包括第一连杆组件1121和第二连杆组件1122，第一连杆组件1121和第二连杆组件1122依次将机械手掌座12、第一指段固定件1111以及第二指段固定件1112进行了连接。在本申请实施例中，第一连杆组件1121中包括了第一连杆21和第二连杆22，第二连杆组件1122包括了第三连杆23和第四连杆24。第一连杆21与第二连杆22之间通过第一连杆关节31连接，第一连杆关节31使第一连杆21与第二连杆22之间形成转动副；第三连杆23与第四连杆24之间通过第二连杆关节32连接，第二连杆关节32使第三连杆23和第四连杆24之间形成转动副。在本实施例中，第一连杆组件1121的第一端与机械手掌座12连接，第一连杆组件1121的第二端与第一指段固定件1111连接；同时，第二连杆组件1122的第一端与第一指段固定件1111连接，第二连杆组件1122的第二端与第二指段固定件1112连接。具体地，第一连杆组件1121的第一端即为第一连杆21的第一端，第一连杆组件1121的第二端即为第二连杆22的第二端；第二连杆组件1122的第一端即为第三连杆23的第一端，第二连杆组件1122的第二端即为第四连杆24的第二端。也即，第一连杆21的第一端与机械手掌座12连接，具体地，第一连杆21的第一端固定在电机113的输出轴上，电机113通过电机连杆1133与机械手掌座12连接。第二连杆22的第二端与第一指段固定件1111连接，且第一连杆21的第二端与第二连杆22的第一端通过第一连杆关节31连接；第三连杆23的第一端与第一指段固定件1111连接，第四连杆24的第二端与第二指段固定件1112连接，且第三连杆23的第二端与第四连杆24的第一端通过第二连杆关节32连接。
电机113是安装在机械手指套11中的，使机械手指套11进行运动的设备。在本申请实施例中，电机113可以实现为舵机。在一个示例中，电机113根据接收到的控制信号，使机械手指套11根据该控制信号进行运动。在本申请实施例中，电机113通过对连杆组件112的控制，驱动机械手指套11根据控制信号进行运动。在本申请实施例中，电机113的数量为一个，且电机113位于机械手指套11与机械手掌座12之间的任意位置，本申请对于电机113在机械手指套11与机械手掌座12之间的具体位置不作限定。请参考图5，电机113与机械手掌座12之间通过电机连杆1133进行连接，且电机113与第一连杆组件1121中的第一连杆21的第一端连接，也即，第一连杆21通过将其第一端与电机113的连接，实现了与机械手掌座12之间的连接。由图5可知，第一连杆21的第一端与电机113的输出轴固定连接，当信号控制电机113中的电机轴转动时，即可带动第一连杆21转动。
在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以向电机113进行信号的发送，使电机113根据其发送的信号，进行对于连杆组件112的控制。
接下来，以使用者的手掌放置于机械手掌座上方，且套接在机械手指套中的手指为食指为例，对本申请实施例中的手部外骨骼的工作原理进行说明：使用者将手掌放置于机械手掌座的上方，并将手指伸入机械手指套中，实现对于手部外骨骼的穿戴，在穿戴完成后，第一指段固定件与使用者手指的第一指节对应，且第二指段固定件与使用者手指的第三指节对应。在运动过程中，使用者可以进行手指的主动运动，其中，使用者第一指节的运动带动了手部外骨骼的第一指段固定件的运动；或，连杆组件根据电机的驱动进行运动，指段固定件被连杆组件所带动，进而，使用者的手指被带动，进行被动运动。在运动的过程中，位于机械手掌座以及第一连杆的第一端之间的电机可以通过对第一连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于机械手指套的运动的限制，进而实现对于手部外骨骼的运动约束。
综上所述，本申请实施例提供的手部外骨骼，通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
图6示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼1的结构示意图。请参考图6，该手部外骨骼1包括机械手指套11、机械手掌座12、第一编码器14和第二编码器15，其中，机械手指套11中包括指段固定件111、连杆组件112、第一电机1131和第二电机1132。指段固定件111中包括第一指段固定件1111和第二指段固定件1112，连杆组件112中包括第一连杆组件1121和第二连杆组件1122。
本申请实施例以伸入机械手指套11的手指为具有三个指节的食指为例进行说明。
在一个示例中，第一电机1131与第一连杆组件1121连接，第二电机1132与第二连杆组件1122连接。在本申请实施例中，第一电机1131以及第二电机1132均实现为舵机。
在本申请实施例中，如上述申请实施例中所述，第一连杆组件1121中包括第一连杆21、第二连杆22以及第一连杆关节31，第二连杆组件1122中包括第三连杆23、第四连杆24以及第二连杆关节32。第一连杆组件1121的第二端与第一指段固定件1111连接；同时，第二连杆组件1122的第一端与第一指段固定件1111连接，第二连杆组件1122的第二端与第二指段固定件1112连接。具体地，第一连杆组件1121的第一端即为第一连杆21的第一端，第一连杆组件1121的第二端即为第二连杆22的第二端；第二连杆组件1122的第一端即为第三连杆23的第一端，第二连杆组件1122的第二端即为第四连杆24的第二端。也即，第一连杆21的第一端与机械手掌座12连接，具体地，第一连杆21的第一端固定在电机113的输出轴上，电机113通过电机连杆1133与机械手掌座12连接。第二连杆22的第二端与第一指段固定件1111连接，且第一连杆21的第二端与第二连杆22的第一端通过第一连杆关节31连接；第三连杆23的第一端与第一指段固定件1111连接。具体地，第三连杆组件1123与电机113的输出轴固定连接，同时，电机113固定在第一指段固定件1111上。第四连杆24的第二端与第二指段固定件1112连接，且第三连杆23的第二端与第四连杆24的第一端通过第二连杆关节32连接。
请参考图7，在本申请实施例中，第一电机1131位于机械手掌座12与第一连杆组件1121之间，机械手掌座12与第一连杆组件1121的第一端通过第一电机1131活动连接。具体地，第一连杆组件1121的第一端与第一电机1131的输出轴固定连接，同时，第一电机1131通过电机连杆1133与机械手掌座12连接。
在本申请实施例的一个示例中，第一电机1131位于机械手掌座12与第一连杆21之间。在本申请实施例的其他示例中，第一电机1131固定在电机连杆1133上，电机连杆1133与机械手掌座12之间形成转动副，电机连杆1133与机械手掌座12之间即以转动副形式连接。在一个示例中，第一电机1131位于机械手掌座12的上方；在另一个示例中，第一电机1131位于机械手掌座12的下方。本申请实施例对于机械手掌座12与第一电机1131之间的相对位置不作限制，仅需保证第一电机1131位于机械手掌座12与第一连杆21之间，以实现机械手掌座12与第一连杆21通过第一电机1131进行连接即可。在一个示例中，电机连杆1133的第二端与机械手掌座12通过螺钉连接；在另一个示例中，电机连杆1133的第二端与机械手掌座12通过卡扣与卡扣槽的机构进行卡接。本申请实施例对于电机连杆1133与机械手掌座12之间的连接方式不作限定。
在本申请实施例中，第一连杆21与机械手掌座12之间具有转动副，该转动副受第一电机1131的控制，第一电机1131可以根据接收到的控制信号，对转动副的运动状态进行限制；或，约束转动副，使其不可进行运动；或，向转动副提供助力，助力其运动。由于第一连杆21与第一电机1131之间的转动副被限制，第一连杆21的第一端即不可以进行运动。当使用者的手指伸入机械手指套11中，且第一电机1131根据控制信号对转动副进行约束后，使用者手指的第一指段即被约束，无法活动。
第二电机1132位于第一指段固定件1111与第二连杆组件1122之间，第一连杆组件1121的第二端、第一指段固定件1111与第二连杆组件1122的第一端通过第二电机1132活动连接。第二连杆组件1122的第二端与第二指段固定件1112活动连接。具体地，请参考图8，第三连杆组件1123与第二电机1132的输出轴固定连接，同时，第二电机1132固定在第一指段固定件1111上。在本申请实施例中，第二电机1132用于对第二连杆组件1122进行控制。在一个示例中，第二连杆组件1122与第一指段固定件1111具有转动副，且该转动副受第二电机1132的控制。第二电机1132可以根据接收到的控制信号进行，对转动副的运动状态进行限制，或，约束转动副，使其不可运动，当使用者的手指伸入机械手指套11中，且第二电机1132根据控制信号对转动副进行约束后，由于人体第二指节与第三指节的耦合关系，第三指节的动作也被限制，也即，使用者手指的第二指节与第三指节同时被限制。
在本申请实施例中，手部外骨骼1还具有第一编码器14和第二编码器15，第一编码器14位于连杆组件112上，第一编码器14与连杆关节3连接；第二编码器15位于机械手掌座12上，第二编码器15与电机连杆1133连接。
在本申请实施例中，以“第一编码器”的名称指代用于记录连杆机构中两个连杆所形成的角度的编码器，以“第二编码器”的名称指代用于记录手指的内外旋信息的编码器。
在本申请实施例中，第一编码器14位于第一连杆关节31处，或，第一编码器14位于第二连杆关节32处，或，第一编码器14位于第一连杆关节31以及第二连杆关节32处，本申请实施例对于第一编码器14的具体位置不做限定。可选地，第一编码器14为角度编码器，该角度编码器对于通过连杆关节3相连接的两个连杆进行角度的记录。
在本申请实施例中，第二编码器15位于机械手掌座12上。具体地，第一电机1131固定在电机连杆1133上，电机连杆1133与机械手掌座12之间形成转动副，连接连杆1133与机械手掌座12之间形成转动副，形成该转动副的转动关节处即安装了第二编码器15。第二编码器15用于对使用者置于机械手指套11内的手指的内外旋信息进行记录，且第二编码器15对应的编码器记录是根据电机连杆1133相对于机械手掌座12展开的角度得到的。在一个示例中，第二编码器15也为角度编码器。
可选地，第一编码器14与第二编码器15均实现为磁编码器。
在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以接收第一编码器14以及第二编码器15发送的编码器信号，并根据编码器信号确定手部外骨骼1当前所具有的姿态。
接下来，以使用者的手掌放置于机械手掌座下方，且套接在机械手指套中的手指为食指为例，对本申请实施例中的手部外骨骼的工作原理进行说明：使用者将手掌放置于机械手掌座的下方，并将手指伸入机械手指套中，实现对于手部外骨骼的穿戴，在穿戴完成后，第一指段固定件与使用者手指的第一指节对应，且第二指段固定件与使用者手指的第三指节对应。
在运动过程中，使用者可以进行手指的主动运动，其中，使用者第一指节的运动带动了手部外骨骼的第一指段固定件的运动，使用者第二以及第三指节的耦合运动带动了手部外骨骼的第二指段固定件的运动；或，连杆组件根据电机的驱动进行运动，指段固定件被连杆组件所带动，进而，使用者的手指被带动，进行被动运动。
在运动的过程中，位于机械手掌座以及第一连杆的第一端之间的第一电机可以通过对第一连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第一连杆组件的运动的限制，进而固定第一指段固定件的位置；贴靠第一指段固定件的第二电机可以通过对第三连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第二连杆组件的运动的限制，进而固定第二指段固定件的位置。
此外，在第一连杆关节处设置的第一编码器可以用于获取两个连杆所形成的角度，并进而确定手指的屈伸姿态；在机械手掌座上设置的第二编码器可以用于与电机连杆连接，并获取使用者手指的内外旋姿态。
综上所述，本申请实施例提供的手部外骨骼，通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
通过设置第一电机，使第一连杆组件的运动状态受到第一电机的控制，进而使第一指段固定件的位置受到限制；通过设置第二电机，使第二连杆组件的运动状态受到第二电机的控制，进而使第二指段固定件的位置受到限制。通过两个电机的联合控制，使手指在被动运动状态下会根据实际情况感受到更加真实的指节被约束的约束作用力，进一步提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
通过进行第一编码器的设置，使连杆组件的旋转状态可以被与手部外骨骼连接的电子设备所知悉，进而可以模拟出手指的真实屈伸状态，提高了对于手部数据进行接收的效率。
通过进行第二编码器的设置，使使用者手部与机械手掌部连接时，与手部外骨骼连接的电子设备可以确定知悉手指的内外旋姿态，进一步提高了对于手部数据进行接收的效率。
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼1的示意图。在该手部外骨骼1中，包括了五个机械手指套11、一个机械手掌座12以及一组延伸组件13。该五个机械手指套11分别对应了人体手部的拇指、食指、中指、无名指以及小指。也即，该手部外骨骼1包括了4个第一机械手指套1101，以及1个第二机械手指套1102。
其中，对应了食指、中指、无名指与小指的机械手指套11的结构相同，分别包括第一指段固定件1111、第二指段固定件1112、第一连杆组件1121、第二连杆组件1122、第一电机1131以及第二电机1132。在本申请实施例中，该四个手指所对应的机械手指套11即为第一机械手指套1101。上述部件的连接方式与图6所示的实施例中的连接方式相同，在此不作赘述，本申请实施例将着重对与人体手部的拇指对应的机械手指套11以及其相关结构进行说明。在本申请实施例中，与拇指对应的机械手指套11即为第二机械手指套1102。在本申请实施例中，电机1131以及电机1132均实现为舵机。
请参考图10。在本申请实施例中，通过延伸组件13将与拇指对应的第二机械手指套1102与机械手掌座12连接，其中，延伸组件13的第一端与机械手掌座12连接，延伸组件13的第二端与第二机械手指套1102的第一连杆组件1121的第一端连接。
在一个示例中，延伸组件13中包括支承机架131、调整机构132和定位件133。其中，支承机架131的第一端与机械手掌座12连接，支承机架131的第二端与调整机构132的第一端连接。
由于人体手部的结构原因，也即人体手部拇指指骨的不同，当使用者的手部对物品进行抓取时，拇指将带动部分掌骨与其他掌骨所在的平面形成一定的角度。故在本申请的手部外骨骼1对该现象进行模拟时，需要设置与部分掌骨相对应的延伸组件13。在本申请实施例中，对应拇指与其他四指的不同结构，设置有支承机架131，该支承机架131可以对使用者的拇指以及对应的掌骨部分进行支承。在本申请实施例中，支承机架131的第一端与机械手掌座12连接，支承机架131的第二端与调整机构132的第一端连接。可选地，支承机架131与机械手掌座12所形成的平面形成一定角度，在一个示例中，支承机架131与机械手掌座12所形成的平面垂直。
调整机构132为支承机架131与定位件133之间的过渡连接部分。调整机构132用于对支承机架131与定位件133之间的空间进行确定，以使手部外骨骼1可以更加贴合使用者的拇指部分。在一个示例中，调整机构132可以实现为弹簧组件，通过弹簧组件之间的弹力作用，实现对于支承机架131和定位件133之间的空间调整；在另一个示例中，调整机构132可以实现为卡槽与限位件的结合，通过进行限位件与卡槽之间的适配调整，实现对于支承机架131和定位件133之间的空间调整。本申请实施例对于调整机构132的具体实现方式不作限定。而在本申请实施例中，调整机构132实现为带有弹簧1321的平面四连杆机构。在本申请实施例中，调整机构132实现为一组带有弹簧1321的平面四连杆机构，且调整机构132的延展方向平行于支承机架131的方向。请参考图11，调整机构132中包括第一通孔1322、第二通孔1323、第三通孔1324和第四通孔1325。其中，第一通孔1322对应第一销轴1326，第二通孔1323对应第二销轴1327，第三通孔1324对应第三销轴1328，第四通孔1325对应第四销轴1329，且第一销轴1326与第四销轴1329之间通过弹簧进行连接。
调整机构132的第二端与定位件133的第一端进行连接。
在本申请实施例中，在调整机构132对于支承机架131与定位件133的空间关系进行调整后，当使用者对于手部外骨骼1进行使用时，定位件133将与使用者的拇指部分的掌骨贴合，同时，定位件133的延伸方向与拇指的延伸方向相对应。在本申请的一个实施例中，使用者掌心朝下进行手部外骨骼1的穿戴，在穿戴后，使用者的掌心可位于机械手掌座的上方，或，机械手掌座的下方。此时，由于拇指指骨在进行抓取时，会向下方进行延展，并与手掌形成一定角度，故通过支承机架131对于拇指指骨进行支承，并通过调整机构132适应拇指向下延伸的距离。在调整机构132适应拇指向下延伸的距离后，定位件133即可紧贴拇指的指骨，并对拇指的指骨位置进行确定。
定位件133的第二端与第一连杆组件1121的第一端连接。
在本申请实施例中，定位件133对应有记录其位置的定位件编码器1331。在一个示例中，定位件编码器1331位于定位件133内，在另一个示例中，定位件编码器1331位于调整机构132内。本申请实施例对于定位件编码器1331的位置不作限定，但为保证定位件133可以及时且准确地对于定位件的位置信息进行获取，本申请实施例中，定位件133中具有与自身对应的定位件编码器1331，该定位件编码器1331可以对使用者的拇指的内外旋姿态进行记录。
此外，在本申请实施例中，拇指部分对应的第二机械手指套1102的结构与其他四指所对应的第一机械手指套1101的结构类似，在此不作赘述。也即，本申请中，将与延伸组件13连接的机械手指套11称为第二机械手指套1102，将不与延伸组件13连接的机械手指套11称为第一机械手指套1101。
在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以接收第一编码器14以及第二编码器15发送的编码器信号，并根据编码器信号确定手部外骨骼1当前所具有的姿态。同时，在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以接收定位件编码器1331所发送的信号，并对使用者的拇指的内外旋姿态进行记录。
接下来，以使用者的手掌放置于机械手掌座下方，且使用者的五根手指均对应套接于机械手指套中为例，对本申请实施例中的手部外骨骼的工作原理进行说明：
使用者将手掌放置于机械手掌座的下方，并将手指伸入机械手指套中，实现对于手部外骨骼的穿戴。在穿戴完成后，针对食指、中指、无名指、小指，第一指段固定件与第一指节对应，且第二指段固定件与第三指节对应。针对拇指，第一指段固定件与第一指节对应，且第二指段固定件与第二指节对应。
在运动过程中，使用者可以进行手指的主动运动。其中，针对食指、中指、无名指、小指，使用者第一指节的运动带动了手部外骨骼的第一指段固定件的运动，使用者第二以及第三指节的耦合运动带动了手部外骨骼的第二指段固定件的运动；或，连杆组件根据电机的驱动进行运动，指段固定件被连杆组件所带动，进而，使用者的手指被带动，进行被动运动。针对拇指，始终者第一指节的运动带动了其对应的机械手指套的第一指段固定件的运动，使用者第二指节的运动带动了其对应的机械手指套的第二指段固定件的运动。
使用者在手指运动的过程中，位于机械手掌座以及第一连杆的第一端之间的第一电机可以通过对第一连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第一连杆组件的运动的限制，进而固定第一指段固定件的位置；贴靠第一指段固定件的第二电机可以通过对第三连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第二连杆组件的运动的限制，进而固定第二指段固定件的位置。
此外，在第一连杆关节处设置的第一编码器可以用于获取两个连杆所形成的角度，并进而确定手指的屈伸姿态。针对食指、中指、无名指以及小指，在机械手掌座上设置的第二编码器可以用于获取使用者手指的内外旋姿态。针对拇指，通过延伸组件中的支承机架对拇指所对应的掌骨进行支承，并通过带有弹簧的调整机构对拇指的位置进行限制，通过定位件以及定位件编码器，对于拇指的内外旋姿态进行最终的确定。
综上所述，本申请实施例提供的手部外骨骼，通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
通过对应拇指指骨以及掌骨的延伸组件的设置，使手部外骨骼的结构更加与人体贴合，在使用的过程中可以更加准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，进一步提高手部骨骼机器人可提供的人机交互性能。
通过对于定位件编码器的设置，使使用者手部置于机械手掌部之上时，与手部外骨骼连接的电子设备可以确定知悉拇指的内外旋姿态以及掌骨的形态，进一步提高了对于手部数据进行接收的效率。
图12示出了本申请一个示例性实施例提供的一种手部外骨骼1的结构示意图。请参考图12，该手部外骨骼1包括五个机械手指套11以及一个机械手掌座12。该五个机械手指套11分别对应人体手部的拇指、食指、中指、无名指和小指，也即，该五个机械手指套11包括4个第一机械手指套1101以及1个第二机械手指套1102。在本申请实施例中，机械手指套11中的指段固定件111为全覆盖式指段固定件，也即，在使用者进行使用该手部外骨骼1时，每个指段固定件111对应手指的一个指节进行固定。
此时，请参考图13，机械手指套11还包括第三指段固定件1113。在本申请实施例中，第三指段固定件1113实现为夹片式固定件。第三指段固定件1113位于第一指段固定件1111和第二指段固定件1112之间。
在本申请实施例中，机械手指套11还包括第三连杆组件1123以及第四连杆组件1124，其中，第三连杆组件1123的第一端与第一指段固定件1111活动连接。具体地，第三连杆组件1123与第二电机1132的输出轴固定连接，同时，第二电机1132固定在第一指段固定件1111上。第三连杆组件1123的第二端与第三指段固定件1113活动连接。第四连杆组件1124的第一端与第三指段固定件1113活动连接；第四连杆组件1124的第二端与第二指段固定件1112活动连接。
该第三指段固定件1113是针对除拇指外的四指，也即食指、中指、无名指与小指设计的，请参考图13，以食指402为例，在本申请实施例中，食指第一指节4021与第一指段固定件1111对应，食指第二指节4023与第三指段固定件1113对应，食指第三指节4022与第二指段固定件1112对应。
为使第三指段固定件1113可以被电机113约束运动，并与第二指段固定件1112进行耦合运动，本申请实施例中还包括第三连杆组件1123以及第四连杆组件1124，也即，上述实施例中的第二连杆组件1122可以替换实现为第三连杆组件1123以及第四连杆组件1124的组合。在本申请实施例中，电机113包括第一电机1131以及第二电机1132，且第一电机1131以及第二电机1132均实现为舵机。
可选地，请参考图13，在本申请实施例中，第三指段固定件1113中，包括了一体成型的固定件以及连杆。第三连杆组件1123由第五连杆25以及第六连杆26构成，第五连杆25以及第六连杆26连接于第三连杆关节33。且，第五连杆25的第一端与第一指段固定件1111连接，第六连杆26的第二端与第三指段固定件1113连接。第四连杆组件1124包括与第三指段固定件1113中的连杆部分直接连接的第七连杆27、第八连杆28以及第九连杆29。其中，第三指段固定件1113中的连杆部分与第七连杆27连接，形成第四连杆第一关节341，第七连杆27和第八连杆28进行连接，形成第四连杆第二关节342。
可选地，为实现第三连杆组件1123和第四连杆组件1124的耦合运动，第三连杆关节33需与一个第四连杆关节34进行连接。其中，第四连杆关节34包括第四连杆第一关节341以及第四连杆第二关节342，当第三连杆关节33与第四连杆第一关节341连接时，由于第六连杆26、第七连杆27以及第一关节341均位于第三指段固定件1113中的连杆上，该结构会形成稳定的三角形结构，无法运动，故，在本申请实施例中，第三连杆关节33与第四连杆第二关节342通过第十连杆210进行连接。
在此情况下，第三连杆组件1123与第四连杆组件1124通过第三指段固定件1113的串联，形成了联动机构，并通过第三连杆关节33与第四连杆第二关节342之间的连接，产生耦合运动的关系。
在本申请实施例中，机械手指套11中包括第一电机1131以及第二电机1132。请参考图12，第一电机1131以及第二电机1132的位置以及控制逻辑不变。第一电机1131用于控制第一连杆组件1121，第二电机1132用于控制第三连杆组件1123，并联动控制第四连杆组件1124。
可选地，在本申请实施例中，第一编码器14与第二编码器15的位置以及接收的数据不变。
在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以接收第一编码器14以及第二编码器15发送的编码器信号，并根据编码器信号确定手部外骨骼1当前所具有的姿态。同时，在本申请的一个实施例中，手部外骨骼1对应连接有计算机设备，该计算机设备可以接收定位件编码器所发送的信号，并对使用者的拇指的内外旋状态进行记录。
接下来，以使用者的手部完全被约束于手部外骨骼内，且使用者的五根手指均对应套接于机械手指套中，对本申请实施例中地手部外骨骼的工作原理进行说明：
使用者将手掌放置于机械手掌座上，或，将手掌座放置于手背上，并将手指伸入机械手指套中，实现对于手部外骨骼的穿戴。
在穿戴完成后，针对食指、中指、无名指、小指，第一指段固定件与第一指节对应，第二指段固定件与第三指节对应，且第三指段固定件与第二指节对应。
在运动过程中，使用者第一指节的运动带动了手部外骨骼的第一指段固定件的运动，使用者第二以及第三指节的耦合运动带动了手部外骨骼的第三指段固定件与第二指段固定件的运动；或，连杆组件根据电机的驱动进行运动，第一连杆组件驱动第一指段固定件，并且带动使用者的第一指段进行被动运动。第三连杆组件以及第四连杆组件替代了第二连杆组件，并通过连杆组件的关节的相互连接具有耦合运动的情况，该耦合运动驱动第二指段固定件以及第三指段固定件，并且带动使用者的第二指段以及第三指段进行共同被动运动。在上述四根手指运动的运动过程中，第一电机可以通过对第一连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对第一连杆组件的运动的限制，进而固定第一指段固定件的位置；第二电机可以通过对第五连杆第一端的运动方式进行约束的方法，实现对第三连杆组件的运动的限制，由于第四连杆组件与第三连杆组件之间的耦合作用，第二指段固定件的位置与第三指段固定件的位置均被对应固定。在机械手掌座上设置的第二编码器可以用于获取使用者手指的内外旋姿态。
针对拇指，第一指段固定件与第一使用者对应，且第二指段固定件与第二指节对应。在运动过程中，使用者可以进行手指的主动运动。使用者第一指节的运动带动了其对应的机械手指套的第一指段固定件的运动，使用者第二指节的运动带动了其对应的机械手指套的第二指段固定件的运动。使用者在手指运动的过程中，位于机械手掌座以及第一连杆的第一端之间的第一电机可以通过对第一连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第一连杆组件的运动的限制，进而固定第一指段固定件的位置；贴靠第一指段固定件的第二电机可以通过对第三连杆的第一端的运动方式进行约束的方法，实现对于第二连杆组件的运动的限制，进而固定第二指段固定件的位置。针对拇指，通过延伸组件中的支承机架对拇指所对应的掌骨进行支承，并通过带有弹簧的调整机构对拇指的位置进行限制，通过定位件以及定位件编码器，对于拇指的内外旋姿态进行最终的确定。
此外，在第一连杆关节处设置的第一编码器可以用于获取两个连杆所形成的角度，并进而确定手指的屈伸姿态。
综上所述，本申请实施例提供的手部外骨骼，通过在手部外骨骼中设置可以对手部外骨骼进行控制的电机，在手部外骨骼活动的过程中，通过电机对连杆的约束，进而实现对指段固定件的运动约束，从而实现对于手部外骨骼的运动限制。在对应模拟抓取的场景中，可以通过电机提供的运动限制，准确地模拟出远端机械设备对于物体的抓取情况，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
通过将手部外骨骼设计为全约束式手部外骨骼，也即，对应食指、中指、无名指以及小指，对于每一个指段都进行了约束，可以加强对于使用者手部的保护。
通过在第一指段固定件和第二指段固定件之间设置第三指段固定件，使除拇指外的四根手指均可以对应每个指节进行覆盖，进一步加强了对于使用者手部的保护。
通过对应第三指段固定件将第二连杆组件替换为第三连杆组件以及第四连杆组件的组合，使第三指段固定件可以受电机控制进行联动运动，进一步提高了手部外骨骼可提供的人机交互效率。
通过第三连杆关节以及第四连杆关节之间的连接，使第三连杆关节与第四连杆关节之间可以形成对应的耦合运动，更加符合人体手部的实际情况，进一步提高了手部外骨骼可提供的人机交互能力。
图15示出了本申请一个示例性实施例提供的一种医疗设备200的结构示意图，其中，该医疗设备200包括如上述实施例中任一所述的手部外骨骼1以及医疗中控设备2010。
在本申请实施例中，手部外骨骼1即为具有电机113的手部外骨骼1。医疗中控设备2010与手部外骨骼1建立有通信连接。在医疗中控设备2010与手部外骨骼1建立通信连接之后，医疗中控设备2010即可通过该通信连接，向手部外骨骼1发送控制指令。该控制指令将被电机113所接收。电机113在接收到控制指令后，即可根据控制指令，对手部外骨骼1的运动进行约束。
综上所述，本申请实施例提供的医疗设备，通过手部外骨骼与医疗中控设备之间的通信连接，使医疗中控设备可以实现对于手部外骨骼中电机的控制，进而实现对于手部外骨骼的运动限制，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
图16示出了本申请一个示例性实施例提供的一种模拟抓取系统300的结构示意图，其中，该模拟抓取系统300包括手部外骨骼1、中控设备310以及模拟抓取装置320。
其中，模拟抓取装置320，用于响应于抓取目标物体，向中控设备310发送第一控制信号，控制信号用于对手部外骨骼1施加约束。中控设备310，用于向手部外骨骼1的电机113转发第一控制信号。电机113，用于接收第一控制信号，基于第一控制信号113控制连杆组件112的运动。
或，手部外骨骼1，用于接收第一控制信号，第一控制信号为响应于使用者对手部外骨骼1的操作生成的信号；向中控设备310发送第一控制信号；中控设备310，用于向模拟抓取装置320转发第一控制信号；模拟抓取装置320，用于接收第一控制信号，基于第一控制信号对目标物体进行抓取。
在一个可选的实施例中，手部外骨骼1，还用于通过第一编码器14和第二编码器15，将手部外骨骼1的姿态数据发送至中控设备310，姿态数据指示手部外骨骼1的当前姿态。中控设备310，还用于接收手部外骨骼1发送的姿态数据；基于姿态数据生成第二控制信号，第二控制信号用于控制模拟抓取装置320的运动；向模拟抓取装置320发送第二控制信号。模拟抓取装置320，用于接收第二控制信号；基于第二控制信号进行运动。
在本申请实施例中，手部外骨骼1为具有电机113、第一编码器14以及第二编码器15的手部外骨骼1。手部外骨骼1与模拟抓取装置320通过中控设备310建立有通信连接。
中控设备310通过接收第一编码器14记录的角度，以及第二编码器15记录的手指内外旋程度，确定手部外骨骼1当前的状态，并将该状态数据以信号的形式发送至模拟抓取装置320中。在一个示例中，中控设备310基于状态数据生成控制信号，并将该控制指令发送至模拟抓取装置320中。
模拟抓取装置320根据接收到的信号进行模拟抓取的操作。在模拟抓取的操作进入某个阶段，如，模拟抓取装置320抓取到物体时，向中控设备310发送反馈信号。中控设备310向手部外骨骼1转发该反馈信号。手部外骨骼1的电机113在接收到该反馈信号后，根据反馈信号，对手部外骨骼1的运动进行约束。
综上所述，本申请实施例提供的模拟抓取系统，通过中控设备实现模拟抓取装置与手部外骨骼之间的通信连接，并根据该通信连接进行二者信号的交互，使电机可以接收到反馈信号，并对于手部外骨骼的运动进行约束，提高了手部外骨骼可提供的人机交互性能。
应该理解到，在本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种手部外骨骼(1)，其特征在于，所述手部外骨骼(1)包括：至少一个机械手指套(11)以及机械手掌座(12)；
所述机械手指套(11)包括指段固定件(111)、连杆组件(112)和电机(113)，所述电机(113)与所述连杆组件(112)活动连接，所述电机(113)用于控制所述连杆组件(112)的运动；
所述指段固定件(111)包括第一指段固定件(1111)和第二指段固定件(1112)、所述连杆组件(112)包括第一连杆组件(1121)和第二连杆组件(1122)；
所述第一连杆组件(1121)分别与所述机械手掌座(12)以及所述第一指段固定件(1111)活动连接；
所述第二连杆组件(1122)分别与所述第一指段固定件(1111)以及所述第二指段固定件(1112)活动连接。
2.根据权利要求1所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述机械手指套(11)中包括用于对所述第一指段固定件(1111)施加约束的第一电机(1131)，以及用于对所述第二指段固定件(1112)施加约束的第二电机(1132)；
所述第一电机(1131)与所述第一连杆组件(1121)连接，所述第二电机(1132)与所述第二连杆组件(1122)连接。
3.根据权利要求2所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，
所述第一电机(1131)位于所述机械手掌座(12)与所述第一连杆组件(1121)之间，所述机械手掌座(12)与所述第一连杆组件(1121)的第一端通过所述第一电机(1131)活动连接；
所述第二电机(1132)位于所述第一指段固定件(1111)与所述第二连杆组件(1122)之间，所述第一连杆组件(1121)的第二端、所述第一指段固定件(1111)与所述第二连杆组件(1122)的第一端通过所述第二电机(1132)活动连接；
所述第二连杆组件(1122)的第二端与所述第二指段固定件(1112)活动连接。
4.根据权利要求3所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述第一电机(1131)与所述机械手掌座(12)通过电机连杆(1133)连接。
5.根据权利要求1至4任一所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述机械手指套(11)还包括第三指段固定件(1113)；
所述第三指段固定件(1113)位于所述第一指段固定件(1111)和所述第二指段固定件(1112)之间。
6.根据权利要求5所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述第二连杆组件(1122)包括第三连杆组件(1123)和第四连杆组件(1124)；
所述第三连杆组件(1123)的第一端与所述第一指段固定件(1111)活动连接，所述第三连杆组件(1123)的第二端与所述第三指段固定件(1113)活动连接；
所述第四连杆组件(1124)的第一端与所述第三指段固定件(1113)活动连接；所述第四连杆组件(1124)的第二端与所述第二指段固定件(1112)活动连接。
7.根据权利要求6所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述第三连杆组件(1123)
包括第三连杆关节(33)，所述第四连杆组件(1124)包括第四连杆关节(34)；
所述第三连杆关节(33)与所述第四连杆关节(34)连接。
8.根据权利要求7所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述第三连杆组件(1123)包括第五连杆(25)和第六连杆(26)，所述第四连杆组件(1124)包括第七连杆(27)、第八连杆(28)和第九连杆(29)；
所述第五连杆(25)与所述第六连杆(26)连接于第三连杆关节(33)；
所述第七连杆(27)与所述第八连杆(28)连接于第四连杆第二关节(342)；
所述第三连杆关节(33)与所述第四连杆第二关节(342)通过第十连杆(210)连接。
9.根据权利要求7所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述机械手指套(11)中包括第一电机(1131)和第二电机(1132)；
所述第一电机(1131)位于所述机械手掌座(12)与所述第一连杆组件(1121)之间，所述机械手掌座(12)与所述第一连杆组件(1121)的第一端通过所述第一电机(1131)活动连接；
所述第二电机(1132)位于所述第一指段固定件(1111)与所述第二连杆组件(1122)之间，所述第一连杆组件(1121)的第二端、所述第一指段固定件(1111)与所述第二连杆组件(1122)的第一端通过所述第二电机(1132)活动连接；
所述第二连杆组件(1122)的第二端与所述第二指段固定件(1112)活动连接。
10.根据权利要求1至3任一所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述手部外骨骼(1)包括第一机械手指套(1101)和第二机械手指套(1102)，所述手部外骨骼(1)中还包括延伸组件(13)；
所述第一机械手指套(1101)的第一连杆组件(1121)与所述机械手掌座(12)连接；
所述延伸组件(13)位于所述第二机械手指套(1102)的第一连杆组件(1121)和所述机械手掌座(12)之间，所述第二机械手指套(1102)与所述机械手掌座(12)通过所述延伸组件(13)连接；
所述延伸组件(13)的第一端与所述机械手掌座(12)连接，所述延伸组件(13)的第二端与所述第二机械手指套(1102)的第一连杆组件(1121)的第一端连接。
11.根据权利要求10所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述延伸组件(13)中包括支承机架(131)、调整机构(132)和定位件(133)；
所述支承机架(131)的第一端与所述机械手掌座(12)连接；
所述支承机架(131)的第二端与所述调整机构(132)的第一端连接；
所述调整机构(132)为带有弹簧(1321)的四连杆机构，所述调整机构(132)的第二端与所述定位件(133)的第一端连接；
所述定位件(133)的第二端与所述第二机械手指套(1102)的第一连杆组件(1121)的第一端连接；
所述定位件(133)具有定位件编码器(1331)。
12.根据权利要求1至3任一所述的手部外骨骼(1)，其特征在于，所述手部外骨骼(1)还具有第一编码器(14)和第二编码器(15)，所述连杆组件(112)对应有连杆关节(3)，所述电机(113)具有电机连杆(1133)；
所述第一编码器(14)位于所述连杆组件(112)上，所述第一编码器(14)与所述连杆关节(3)连接；
所述第二编码器(15)位于所述机械手掌座(12)上，所述第二编码器(15)与所述电机连杆(1133)的第一端连接。
13.一种医疗设备(200)，其特征在于，所述医疗设备(200)包括如权利要求1至11任一所述的手部外骨骼(1)以及医疗中控设备(2010)；
所述医疗中控设备(2010)与所述手部外骨骼(1)建立有通信连接。
14.一种模拟抓取系统(300)，其特征在于，所述模拟抓取系统(300)包括如权利要求11所述的手部外骨骼(1)、中控设备(310)以及模拟抓取装置(320)；
所述手部外骨骼(1)与所述模拟抓取装置(320)通过所述中控设备(310)建立有通信连接。
15.一种模拟抓取系统(300)，其特征在于，所述模拟抓取系统(300)包括如权利要求11所述的手部外骨骼(1)、中控设备(310)以及模拟抓取装置(320)；
所述模拟抓取装置(320)，用于响应于对目标物体的抓取，向所述中控设备(310)发送第二控制信号，所述第二控制信号用于对所述手部外骨骼(1)施加约束；
所述中控设备(310)，用于向所述手部外骨骼(1)的电机(113)转发所述第二控制信号；
所述电机(113)，用于接收所述第二控制信号，基于所述第二控制信号控制连杆组件(112)的运动。
16.一种模拟抓取系统(300)，其特征在于，所述模拟抓取系统(300)包括如权利要求11所述的手部外骨骼(1)、中控设备(310)以及模拟抓取装置(320)；
所述手部外骨骼(1)，用于接收第一控制信号，所述第一控制信号为响应于使用者对所述手部外骨骼(1)的操作生成的信号；向所述中控设备(310)发送所述第一控制信号；
所述中控设备(310)，用于向所述模拟抓取装置(320)转发所述第一控制信号；
所述模拟抓取装置(320)，用于接收所述第一控制信号，基于所述第一控制信号对目标物体进行抓取。
17.根据权利要求16所述的模拟抓取系统(300)，其特征在于，
所述手部外骨骼(1)，还用于通过所述第一编码器(14)和第三编码器(15)，将所述手部外骨骼(1)的姿态数据发送至所述中控设备(310)，所述姿态数据指示所述手部外骨骼(1)的当前姿态；
所述中控设备(310)，还用于接收所述手部外骨骼(1)发送的所述姿态数据；基于所述姿态数据生成第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述模拟抓取装置(320)的运动；向所述模拟抓取装置(320)发送所述第三控制信号；
所述模拟抓取装置(320)，用于接收所述第三控制信号；基于所述第三控制信号进行运动。
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