CN209879452U - 用于虚拟现实力控制手套及其拉力机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于虚拟现实力控制手套及其拉力机构，拉力机构包括：位置输出机构、牵拉件、储油仓、滑块、油缸、油管与活塞杆。滑块可滑动地设置在储油仓中，滑块与储油仓密封配合。油缸通过油管与储油仓相连通。活塞杆可移动地设置在油缸中，活塞杆一端设有与油缸密封配合的活塞头，活塞杆另一端用于与指套传动相连。上述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，位置输出机构转动缠绕牵拉件时，牵拉件带动储油仓内的滑块移动，滑块移动过程中将油缸中的液压油通过油管抽送到储油仓中，液压油使得活塞杆收缩动作，活塞杆便相应拉动指套，指套作用于手指能模拟出手指在虚拟环境中的受力情况，无需采用管道连接到气源装置，这样能便于移动行走。

Description

用于虚拟现实力控制手套及其拉力机构

技术领域

本实用新型涉及一种手套，特别是涉及一种用于虚拟现实力控制手套及其拉力机构。

背景技术

传统的用于虚拟现实力控制手套通常采用微型气缸进行驱动指套动作，从而模拟出手指在虚拟环境中的受力情况。而采用微型气缸对指套进行驱动时，由于气缸需要通过管道连接到气源，这样戴着用于虚拟现实力控制手套进行移动时，会受限于管道而不便于移动行走。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种用于虚拟现实力控制手套及其拉力机构，它能便于穿戴行走。

其技术方案如下：一种用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，包括：位置输出机构、牵拉件、储油仓、滑块，所述位置输出机构与所述牵拉件相连，所述牵拉件与所述滑块相连，所述滑块可滑动地设置在所述储油仓中，所述滑块与所述储油仓密封配合；油缸、油管与活塞杆，所述油缸通过所述油管与所述储油仓相连通，所述活塞杆可移动地设置在所述油缸中，所述活塞杆一端设有与所述油缸密封配合的活塞头，所述活塞杆另一端用于与指套传动相连。

一种用于虚拟现实力控制手套，包括指套及所述的拉力机构，所述活塞杆与所述指套传动相连。

上述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，位置输出机构转动缠绕牵拉件或拉动时，牵拉件带动储油仓内的滑块移动，滑块移动过程中将油缸中的液压油通过油管抽送到储油仓中，液压油使得活塞杆收缩动作，活塞杆便相应拉动指套，指套作用于手指能模拟出手指在虚拟环境中的受力情况。如此可见，上述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，无需采用管道连接到气源装置，这样能便于移动行走。

进一步地，所述位置输出机构为电机或舵机；所述牵拉件为弹性牵拉件。

进一步地，所述牵拉件包括弹性件及分别连接在所述弹性件两端的两个拉绳，其中一个所述拉绳与所述位置输出机构相连，另一个所述拉绳与所述滑块相连。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构还包括两个以上阀门与两个以上支管，所述油缸为两个以上，所述支管、所述阀门均与所述油缸一一相应设置，所述油管通过所述支管与所述油缸相连，所述阀门设置在所述支管上。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括外骨骼手套与连杆机构，所述拉力机构装设在所述外骨骼手套上，所述连杆机构分别与所述外骨骼手套、所述活塞杆可转动相连，所述连杆机构还与所述指套相连。

进一步地，所述外骨骼手套包括套体与导向板，所述套体一端与所述导向板相连，所述套体另一端与所述连杆机构可转动相连，所述套体用于套设在小臂上。

进一步地，所述连杆机构包括首尾依次转动连接的若干个第一连杆，以及第二连杆；其中一个所述第一连杆分别与所述外骨骼手套、所述活塞杆可转动相连，另一个所述第一连杆分别与所述第二连杆、所述指套转动相连，所述第二连杆与所述指套转动相连。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括振动发生器，所述振动发生器设置在所述指套上。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括力传感器，所述力传感器设置在所述指套的内侧壁。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中连杆机构与指套的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中拉力机构的示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中拉力机构的剖视示意图；

图4为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套未穿戴时的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套穿戴时的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套的仰视图；

图7为本实用新型一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中连杆机构与指套的剖视图；

图8为本实用新型另一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中连杆机构与指套的结构示意图；

图9为本实用新型另一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中连杆机构与指套的剖视图；

图10为本实用新型另一实施例所述的用于虚拟现实力控制手套中拉力机构装设在外骨骼手套的示意图。

附图标记：

100、拉力机构，110、位置输出机构，120、牵拉件，121、弹性件，122、拉绳，130、储油仓，140、滑块，150、油缸，160、油管，170、活塞杆，171、活塞头，180、阀门，190、支管，200、指套，300、外骨骼手套，310、套体，320、导向板，330、定滑轮，400、连杆机构，410、第一连杆，420、第二连杆，500、振动发生器，600、力传感器，700、惯性导航仪，800、陀螺仪传感器，900、控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1、图2、图3、图8及图10，一种用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100，包括：位置输出机构110、牵拉件120、储油仓130、滑块140、油缸150、油管160与活塞杆170。

所述位置输出机构110与所述牵拉件120相连，具体地，所述位置输出机构110为电机、舵机或直线移动机构。所述牵拉件120与所述滑块140相连，具体地，所述牵拉件120为弹性牵拉件120。所述滑块140可滑动地设置在所述储油仓130中，所述滑块140与所述储油仓130密封配合。所述油缸150通过所述油管160与所述储油仓130相连通。所述活塞杆170可移动地设置在所述油缸150中，所述活塞杆170一端设有与所述油缸150密封配合的活塞头171，所述活塞杆170另一端用于与指套200传动相连。

上述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100，位置输出机构110转动缠绕或拉动牵拉件120时，牵拉件120带动储油仓130内的滑块140移动，滑块140移动过程中将油缸150中的液压油通过油管160抽送到储油仓130中，液压油使得活塞杆170收缩动作，活塞杆170便相应拉动指套200，指套200作用于手指能模拟出手指在虚拟环境中的受力情况。如此可见，上述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100，无需采用管道连接到气源装置，这样能便于移动行走。

此外，进一步地，所述牵拉件120包括弹性件121及分别连接在所述弹性件121两端的两个拉绳122。其中一个所述拉绳122与所述位置输出机构110相连，另一个所述拉绳122与所述滑块140相连。具体地，弹性件121为弹簧或弹性绳。在一个实施例中，牵拉件120也可以整体为弹性绳。如此，在滑块140固定状态时，由于牵拉件120能够发生弹性伸缩，这样位置输出机构110能继续转动拉伸牵拉件120，从而能实现调控储油仓130内部压力，这样便能配合模拟出手指特定姿态下的不同大小的受力。

另外，进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100还包括两个以上阀门180与两个以上支管190。所述油缸150为两个以上。所述支管190、所述阀门180均与所述油缸150一一相应设置。所述油管160通过所述支管190与所述油缸150相连，所述阀门180设置在所述支管190上。如此，两个以上油缸150能够分别与两个以上指套200传动相连，能驱动两个以上指套200动作，这样便无需设置两套以上位置输出机构110与储油仓130，从而能够使得结构简化并节省电力。另外，通过调节阀门180开度大小来调节进入到油缸150中液压油的流速，这样手指的受力通过相应的阀门180单独进行控制，不同手指的受力状态不同，能实现模拟手指在各种姿态下的受力情况。具体地，阀门180为电控阀门180。油缸150、阀门180与支管190的数量可以根据手指的数量均设置为5个，这样用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100便能够同步控制模拟5个手指的受力情况。此外，油缸150、阀门180与支管190的数量也可以均设置为3个，这样用于虚拟现实力控制手套的拉力机构100便能够同步控制模拟3个手指的受力情况。

在一个实施例中，请参阅图4至图6，一种用于虚拟现实力控制手套，包括所述的拉力机构100，所述活塞杆170与所述指套200传动相连。

上述的用于虚拟现实力控制手套，由于包括上述的拉力机构100，有益效果包括了拉力机构100的有益效果，在此不进行赘述。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括外骨骼手套300与连杆机构400。所述拉力机构100装设在所述外骨骼手套300上。所述连杆机构400分别与所述外骨骼手套300、所述活塞杆170可转动相连，所述连杆机构400还与所述指套200相连。如此，活塞杆170动作时带动连杆机构400相对于外骨骼手套300转动，从而连杆机构400便相应拉动指套200模拟手指在虚拟环境中的受力。

在一个实施例中，所述外骨骼手套300套设在小臂上，由于外骨骼手套300套设在小臂上，而并非置于手背上，使得手指在进行抓握动作时可将支撑力传递到小臂上而非手背上，这样可以使得手背无需受到与实际情况不符的作用力。可选地，外骨骼手套300也可以套设在手背上。此外，也可以不设置外骨骼手套300，将拉力机构100装设在游戏服装上。

进一步地，所述外骨骼手套300包括套体310与导向板320。所述套体310一端与所述导向板320相连，所述套体310另一端与所述连杆机构400可转动相连，所述套体310用于套设在小臂上。如此，经导向板320导向，手便于插入到套体310中，穿戴方便。另外，可以将位置输出机构110、牵拉件120、储油仓130、油管160、支管190及阀门180装设到导向板320的板面上，在套体310的上表面上方设置油缸150。为了节省导向板320板面空间，可以在导向板320板面上设置定滑轮330，牵拉件120绕过定滑轮330后分别连接位置输出机构110与滑块140。

在一个是实施例中，请一并参阅图7至图10，所述连杆机构400包括首尾依次转动连接的若干个第一连杆410，以及第二连杆420。其中一个所述第一连杆410分别与所述外骨骼手套300、所述活塞杆170可转动相连，另一个所述第一连杆410分别与所述第二连杆420、所述指套200转动相连，所述第二连杆420与所述指套200转动相连。

其中，指套200可以为两个或三个，两个或三个指套200依次转动连接，第一连杆410与其中一个指套200转动相连，第二连杆420与另一个指套200转动相连。

此外，大拇指、食指、中指、无名指、小拇指均可以对应设置有连杆机构400与指套200。即连杆机构400与指套200分别与5个油缸150一一相应设置，能够分别模拟出大拇指、食指、中指、无名指及小拇指的受力情况。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括振动发生器500。所述振动发生器500设置在所述指套200上。如此，可以通过调整震动频率及震动强度来模拟手指触碰。

进一步地，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括力传感器600。所述力传感器600设置在所述指套200的内侧壁。如此，可以通过力传感器600来感应手指的受力大小。

此外，请再参阅图5、图6及图8，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括惯性导航仪700与若干个陀螺仪传感器800。所述惯性导航仪700与所述陀螺仪传感器800可以分别设置在指套200、连杆机构400、外骨骼手套300上，从而通过惯性导航仪700可以检测到用于虚拟现实力控制手套所在空间位置，通过惯性导航仪700及若干个陀螺仪传感器800能够获取到手指姿态信息与手指位置信息，对手指姿态与手指位置进行实时反馈，进而实现位置全闭环控制。

另外，所述的用于虚拟现实力控制手套还包括控制器900。控制器900分别与位置输出机构110、阀门180、振动发生器500、力传感器600、惯性导航仪700、陀螺仪传感器800电性连接。控制器900通过数据收发器与上位机进行通信连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，其特征在于，包括：

位置输出机构、牵拉件、储油仓、滑块，所述位置输出机构与所述牵拉件相连，所述牵拉件与所述滑块相连，所述滑块可滑动地设置在所述储油仓中，所述滑块与所述储油仓密封配合；

油缸、油管与活塞杆，所述油缸通过所述油管与所述储油仓相连通，所述活塞杆可移动地设置在所述油缸中，所述活塞杆一端设有与所述油缸密封配合的活塞头，所述活塞杆另一端用于与指套传动相连。

2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，其特征在于，所述位置输出机构为电机或舵机；所述牵拉件为弹性牵拉件。

3.根据权利要求2所述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，其特征在于，所述牵拉件包括弹性件及分别连接在所述弹性件两端的两个拉绳，其中一个所述拉绳与所述位置输出机构相连，另一个所述拉绳与所述滑块相连。

4.根据权利要求1所述的用于虚拟现实力控制手套的拉力机构，其特征在于，还包括两个以上阀门与两个以上支管，所述油缸为两个以上，所述支管、所述阀门均与所述油缸一一相应设置，所述油管通过所述支管与所述油缸相连，所述阀门设置在所述支管上。

5.一种用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，包括指套及如权利要求1至4任意一项所述的拉力机构，所述活塞杆与所述指套传动相连。

6.根据权利要求5所述的用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，还包括外骨骼手套与连杆机构，所述拉力机构装设在所述外骨骼手套上，所述连杆机构分别与所述外骨骼手套、所述活塞杆可转动相连，所述连杆机构还与所述指套相连。

7.根据权利要求6所述的用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，所述外骨骼手套包括套体与导向板，所述套体一端与所述导向板相连，所述套体另一端与所述连杆机构可转动相连，所述套体用于套设在小臂上。

8.根据权利要求6所述的用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，所述连杆机构包括首尾依次转动连接的若干个第一连杆，以及第二连杆；其中一个所述第一连杆分别与所述外骨骼手套、所述活塞杆可转动相连，另一个所述第一连杆分别与所述第二连杆、所述指套转动相连，所述第二连杆与所述指套转动相连。

9.根据权利要求6所述的用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，还包括振动发生器，所述振动发生器设置在所述指套上。

10.根据权利要求6所述的用于虚拟现实力控制手套，其特征在于，还包括力传感器，所述力传感器设置在所述指套的内侧壁。