[发明专利]数据手套肩部关节检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测人手肩部关节运动状态的检测装置。

背景技术

由于科学技术的发展，机器人逐渐在越来越大的范围内被使用，遥控操作机器人作为一种性能可靠、技术成熟的机器人被广泛用于各种危险的、情况复杂的、人类无法到达的环境中工作，它采用的是非常可靠的控制方式，直接由操作者发出指令来控制。随着遥控操作机器人执行的任务越来越复杂，使得人们在追求可靠性的同时，还对其灵活性提出了更高的要求，而要对复杂的机械手实施遥控操作，控制机械手多个关节一起协调运动，以实现特定功能，这就需要用到数据手套，数据手套通过测量操作者手上各个关节的位置信息作为控制指令控制机械手跟踪人手运动，使操作者产生很强的临场感。此外，近年来虚拟现实交互技术不断发展，数据手套可作为一种主要的交互设备，参与到虚拟现实交互系统的构建中，例如在一个由计算机虚拟的场景里，操作者通过数据手套控制一双虚拟的人手拆卸或装配机器等，还有远程手术、游戏、3D动画制作等都需要用到此类装置。目前市场上的数据手套系统复杂，维护困难，价格极为昂贵，使其无法大量普及、推广和使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有数据手套的手臂肩部检测装置系统复杂、结构臃肿、检测误差较大、维护困难等缺点，提出了一种外构架式结构，对肩部运动的检测环节做了全新的设计，采用独特的连接方式和巧妙的关节测量点布局，极大简化了复杂的数据手套控制系统，使操作者在使用该装置时手臂能保持最大程度的灵活，无论上臂旋内还是旋外，肩部关节的运动状态都能被精确检测到，使被控制的从手关节能与操作者对应的手臂关节协同一致动作，增强虚拟现实或遥控操作的临场感。本发明是用于与计算机、机械手等交互作用的设备，由上臂固定装置、连杆，关节检测部件，肩部检测装置，肩部基座组成，上臂固定装置固定于操作者上臂部位，肩部检测装置由两组关节检测部件组成，肩部检测装置固定于肩部基座上，肩部基座固定于操作者对应的肩关节部位，肩部检测装置与上臂固定装置通过两级连杆铰接。本发明检测关节的运动角度由设置在装置上相应的角度传感器通过相应的数学算法测量，可以精确、灵敏地检测出在三维空间中操作者的肩部关节运动的角度和状态，该装置成本低，使用简单，穿戴方便，维护容易。

附图说明

图1是本发明的整体轴侧图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是关节检测部件105的轴侧图。

图4是关节检测部件105的结构示意图。

图5是上臂固定装置102整体轴测图。

图6是上臂固定装置102结构示意图。

具体实施方式

本发明主要零部件：

100.肩部基座 101.肩部检测装置 102.上臂固定装置

105-1.第一关节检测部件 105-2.第二关节检测部件 1.背部固定基座

2-1.第一连杆 2-2.第二连杆

3.背部基座支撑杆 4.上臂滑动环上部 6.上臂滑动环下部

7.上臂固定环 8.转动连接件 12.传动轴

13.角度传感器

具体实施方式一：如图1所示，所述数据手套肩部关节检测装置包括上臂固定装置102，第一连杆2-1、第二连杆2-2，肩部检测装置101，肩部基座100。所述上臂固定装置102固定于操作者上臂部位，所述肩部检测装置101由第一关节检测部件105-1和第二关节检测部件105-2组成，所述肩部检测装置101固定于肩部基座100上，肩部基座100固定于操作者后背上对应的肩关节部位，肩部检测装置101与上臂固定装置102通过第一连杆2-1和第二连杆2-2铰接，数据手套肩部关节检测装置对操作者手臂肩部关节运动的检测由第一关节检测部件105-1和第二关节检测部件105-2实施。

具体实施方式二：如图1、图2、图3和图4所示，所述第一关节检测部件105-1和第二关节检测部件105-2包括外壳9、10、11，传动轴12和角度传感器13。所述传动轴12通过齿轮啮合与角度传感器13联动。动作实施过程：当传动轴12转动时，传动轴12通过齿轮带动角度传感器13转动。