CN208065744U - Vr机械手套 - Google Patents

Abstract

一种VR机械手套，包括手腕基套、手掌基套、手指基套，所述手腕基套、手掌基套、手指基套为缝合形成的整体结构。其有益效果是：通过对手部的机械监控，准确确定手部的运动状态，并准确在VR屏幕中显示，体积、结构与传统手套差异较小，不影响人手的正常运动，同时有发热、震动等功能使使用者在游戏中感觉更真实。

Description

VR机械手套

技术领域

本实用新型涉及智能机械领域，特别是一种智能机械手套。

背景技术

VR眼镜可以让佩带者有身临其境的视频视觉体验，针对某些VR游戏，还可以通过手抓游戏手柄进行操作。

现有游戏手柄的操作方式单一，只能通过移动感知位置变化，并配备结构简单的射频信号发射按键，不能满足某些需要手部灵活运动的游戏的需要，影响游戏体验，是对游戏开发的硬件阻碍因素。

通过特殊蓝宝石材质的添加，结合电容传感技术可以制造出与传统手套外观无异，但是可以实时准确反应手指运动状态的VR手套，但是这种手套的造价昂贵，只用于实验和尖端科学，不能普及于民。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种VR机械手套。具体设计方案为：

一种VR机械手套，包括手腕基套、手掌基套、手指基套，所述手腕基套、手掌基套、手指基套为缝合形成的整体结构，所述手腕基套的下侧安装有腕轴传感器，所述手腕基套的后侧安装有臂环，所述腕轴传感器通过腕轴弹簧与所述臂环连接，所述手掌基套的上方安装有腕向连杆，所述腕向连杆的两端分别通过腕向传感器与手掌基套的上端、手腕基套的上端连接，所述手掌基套的上端安装有手指控制架，所述手指控制架通过线束与位于所述手指基套上的指环组件连接，所述手掌基套的上端还安装有控制板。

所述腕轴传感器的数量为两个，两个所述腕轴传感器呈左右分布，所述腕轴传感器为拉力传感器，两个所述腕轴传感器均与所述腕轴弹簧固定连接，所述腕轴弹簧为拉簧，所述腕轴弹簧与所述臂环固定连接，所述腕轴传感器与所述控制板电连接。

所述腕向连杆的数量为两个，两个所述腕向连杆呈左右分布，所述腕向连杆为绝缘杆，所述腕向传感器为电阻传感器，所述腕向连杆与所述腕向传感器的滑动脚固定连接，所述腕向传感器的固定脚、滑动脚均与所述控制板集成连接。

所述指环组件为套于所述手指基套上的金属环，所述指环组件的一侧安装有角度传感器，所述角度传感器为扭力传感器、电阻传感器的一种，所述角度传感器位于所述手指基套的指节连接处，所述角度传感器的两个角度输入端分别与两个相邻的指节侧端的手指基套固定连接，所述角度传感器嵌入所述指环组件中，所述指环组件镶嵌于所述手指基套上。

所述指环组件的上端安装有限位环，所述线束贯穿所述限位环，所述线束的末端与所述手指基套的末端固定连接。

所述手指控制架包括多个呈“U”形结构的嵌槽，每个所述嵌槽中均安装有限位辊、线辊，所述线束的首端缠绕于所述线辊上，所述线辊的辊轴为带有扭力弹簧的单向辊，所述限位辊、线辊与所述嵌槽之间轴承连接，所述限位辊与所述线辊之间固定连接，所述限位辊为齿辊，所述限位辊的后侧设有限位继电器，所述限位继电器固定于所述手指控制架上，所述限位继电器与所述控制板电连接。

所述指环组件的右侧安装有并指传感器，所述并指传感器为气压传感器，所述并指传感器的感压部分通过气柱与相邻的角度传感器固定连接。

所述手指解套的内部末端、所述手掌基套的内部底面均安装有震动组件，所述震动组件与所述控制板电连接。

通过本实用新型的上述技术方案得到的VR机械手套，其有益效果是：

通过对手部的机械监控，准确确定手部的运动状态，并准确在VR屏幕中显示，体积、结构与传统手套差异较小，不影响人手的正常运动，同时有发热、震动等功能使使用者在游戏中感觉更真实。

附图说明

图1是本实用新型所述VR机械手套的结构示意图；

图2是本实用新型所述手指控制架的结构示意图；

图3是本实用新型所述手指基套的俯视结构示意图；

图中，1、手腕基套；2、手掌基套；3、手指基套；4、腕轴传感器；5、臂环；6、腕轴弹簧；7、腕向连杆；8、腕向传感器；9、手指控制架；10、线束；11、指环组件；12、控制板；13、角度传感器；14、限位环；15、限位辊；16、线辊；17、限位继电器；18、并指传感器；19、气柱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述。

一种VR机械手套，包括手腕基套1、手掌基套2、手指基套3，所述手腕基套1、手掌基套2、手指基套3为缝合形成的整体结构，所述手腕基套1的下侧安装有腕轴传感器4，所述手腕基套1的后侧安装有臂环5，所述腕轴传感器4通过腕轴弹簧6与所述臂环5连接，所述手掌基套2的上方安装有腕向连杆7，所述腕向连杆7的两端分别通过腕向传感器8与手掌基套2的上端、手腕基套1的上端连接，所述手掌基套2的上端安装有手指控制架9，所述手指控制架9通过线束10与位于所述手指基套3上的指环组件11连接，所述手掌基套2的上端还安装有控制板12。

所述腕轴传感器4的数量为两个，两个所述腕轴传感器4呈左右分布，所述腕轴传感器4为拉力传感器，两个所述腕轴传感器4均与所述腕轴弹簧6固定连接，所述腕轴弹簧6为拉簧，所述腕轴弹簧6与所述臂环5固定连接，所述腕轴传感器4与所述控制板12电连接。

所述腕向连杆7的数量为两个，两个所述腕向连杆7呈左右分布，所述腕向连杆7为绝缘杆，所述腕向传感器8为电阻传感器，所述腕向连杆7与所述腕向传感器8的滑动脚固定连接，所述腕向传感器8的固定脚、滑动脚均与所述控制板12集成连接。

所述指环组件11为套于所述手指基套3上的金属环，所述指环组件11的一侧安装有角度传感器13，所述角度传感器13为扭力传感器、电阻传感器的一种，所述角度传感器13位于所述手指基套3的指节连接处，所述角度传感器13的两个角度输入端分别与两个相邻的指节侧端的手指基套3固定连接，所述角度传感器13嵌入所述指环组件11中，所述指环组件11镶嵌于所述手指基套3上。

所述指环组件11的上端安装有限位环14，所述线束10贯穿所述限位环14，所述线束10的末端与所述手指基套3的末端固定连接。

所述手指控制架9包括多个呈“U”形结构的嵌槽，每个所述嵌槽中均安装有限位辊15、线辊16，所述线束10的首端缠绕于所述线辊16上，所述线辊16的辊轴为带有扭力弹簧的单向辊，所述限位辊15、线辊16与所述嵌槽之间轴承连接，所述限位辊15与所述线辊16之间固定连接，所述限位辊15为齿辊，所述限位辊15的后侧设有限位继电器17，所述限位继电器17固定于所述手指控制架9上，所述限位继电器17与所述控制板12电连接。

所述指环组件11的右侧安装有并指传感器18，所述并指传感器18为气压传感器，所述并指传感器18的感压部分通过气柱19与相邻的角度传感器13固定连接。

所述手指解套3的内部末端、所述手掌基套2的内部底面均安装有震动组件，所述震动组件与所述控制板12电连接。

实施例1

对手腕转动的监控原理：

当佩带者转动手腕时，所述手腕处的腕轴传感器4会随着手腕一起转动，从而改变其与所述臂环5上对于腕轴拉簧6固定点的相对位置，所述腕轴拉簧6产生形变，对所述腕轴传感器4产生拉力输入，根据两个所述腕轴传感器4的数值差对腕部转动的角度进行方向判断和数值修正，从而准确的确定出手腕转动的角度。

实施例2

对于手腕弯折的监控原理：

当佩戴者沿上下方向、左右方向弯折手腕时，所述腕向连杆7会推动所述腕向传感器8的滑动脚的位置变化产生，产生阻值变化，通过对两个所述腕向传感器8的阻值差异对手腕弯折的方向以及角度作出判断和数值修正，从而精确的确定手腕的弯折状态。

实施例3

对于手指弯曲状态的判断：

当佩带者弯曲手指时，所述角度传感器13会对各个手指关节的弯曲程度进行测算，所述线束10的抽出长度，可以作为手指关节弯曲状态测算值的辅助修正参数，即当手指弯曲的整体状态测算结果与线束10拉伸长度的理论值对比。

所述线束10拉出的长度，可以通过在所述线辊16的扭力弹簧处安装传感器或其他方式进行获得，所述掀锄10的拉出长度只用于测算数值的校验和修正，增加精确度，即使无该项参数，也不影响对于手指弯曲程度的测算。

实施例4

手指横向运动的状态监控：

当佩带者的手指有水平方向移动时，其两根相邻手指之间的位置会发生变化，从而造成所述气柱19内部的气压变化，该气压变化被所述并指传感器18采集，确定手指状态。

在对手指横向运动状态、弯曲状态的监控过程中，需要综合考虑二者参数并作出测算和修正，即使是单纯的纵向手指运动，也会引起所述气柱19内压力的变化。

实施例5

在手套内安装震动组件、发热组件等功能性组件，可以更好的配合游戏设计，更好的提高游戏的真实性体验，其控制方式可以是电阻式按压控制、电容控制、温度控制等，需要将功能性组件与控制板12连接，以确保其操作可以同步反应到VR眼镜中。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种VR机械手套，包括手腕基套(1)、手掌基套(2)、手指基套(3)，所述手腕基套(1)、手掌基套(2)、手指基套(3)为缝合形成的整体结构，其特征在于，所述手腕基套(1)的下侧安装有腕轴传感器(4)，所述手腕基套(1)的后侧安装有臂环(5)，所述腕轴传感器(4)通过腕轴弹簧(6)与所述臂环(5)连接，所述手掌基套(2)的上方安装有腕向连杆(7)，所述腕向连杆(7)的两端分别通过腕向传感器(8)与手掌基套(2)的上端、手腕基套(1)的上端连接，所述手掌基套(2)的上端安装有手指控制架(9)，所述手指控制架(9)通过线束(10)与位于所述手指基套(3)上的指环组件(11)连接，所述手掌基套(2)的上端还安装有控制板(12)。

2.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述腕轴传感器(4)的数量为两个，两个所述腕轴传感器(4)呈左右分布，所述腕轴传感器(4)为拉力传感器，两个所述腕轴传感器(4)均与所述腕轴弹簧(6)固定连接，所述腕轴弹簧(6)为拉簧，所述腕轴弹簧(6)与所述臂环(5)固定连接，所述腕轴传感器(4)与所述控制板(12)电连接。

3.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述腕向连杆(7)的数量为两个，两个所述腕向连杆(7)呈左右分布，所述腕向连杆(7)为绝缘杆，所述腕向传感器(8)为电阻传感器，所述腕向连杆(7)与所述腕向传感器(8)的滑动脚固定连接，所述腕向传感器(8)的固定脚、滑动脚均与所述控制板(12)集成连接。

4.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述指环组件(11)为套于所述手指基套(3)上的金属环，所述指环组件(11)的一侧安装有角度传感器(13)，所述角度传感器(13)为扭力传感器、电阻传感器的一种，所述角度传感器(13)位于所述手指基套(3)的指节连接处，所述角度传感器(13)的两个角度输入端分别与两个相邻的指节侧端的手指基套(3)固定连接，所述角度传感器(13)嵌入所述指环组件(11)中，所述指环组件(11)镶嵌于所述手指基套(3)上。

5.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述指环组件(11)的上端安装有限位环(14)，所述线束(10)贯穿所述限位环(14)，所述线束(10)的末端与所述手指基套(3)的末端固定连接。

6.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述手指控制架(9)包括多个呈“U”形结构的嵌槽，每个所述嵌槽中均安装有限位辊(15)、线辊(16)，所述线束(10)的首端缠绕于所述线辊(16)上，所述线辊(16)的辊轴为带有扭力弹簧的单向辊，所述限位辊(15)、线辊(16)与所述嵌槽之间轴承连接，所述限位辊(15)与所述线辊(16)之间固定连接，所述限位辊(15)为齿辊，所述限位辊(15)的后侧设有限位继电器(17)，所述限位继电器(17)固定于所述手指控制架(9)上，所述限位继电器(17)与所述控制板(12)电连接。

7.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述指环组件(11)的右侧安装有并指传感器(18)，所述并指传感器(18)为气压传感器，所述并指传感器(18)的感压部分通过气柱(19)与相邻的角度传感器(13)固定连接。

8.根据权利要求1中所述的VR机械手套，其特征在于，所述手指基套(3)的内部末端、所述手掌基套(2)的内部底面均安装有震动组件，所述震动组件与所述控制板(12)电连接。