[發明專利]一種全關節測量型數據手套

在審

• 申請號: 201711340709.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107825393A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 左國玉;胥子宸;劉洪星;劉月雷
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J3/00
• 分類號: B25J3/00;B25J13/00;G06F3/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王戈

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種全關節測量型數據手套。

背景技術

隨著現在科學的進步，機器人領域得到了迅猛發展。其中，遙操作隨動機器人因其能夠將操作者和機器人本體分離而達到保護操作者的優點更加受到關注。與此同時，人們對遙操作隨動機器人的操作精度及靈活性要求也不斷提升，希望遙操作隨動機器人能夠實現人手的功能，由此數據手套的重要性就凸顯出來。

數據手套能夠采集操作者的手部動作并轉化為數字信號傳輸給機器人，通過這種方式能夠很好的在機器人機械手還原操作者的手部動作，以達到提高遙操作隨動機器人操作精度及靈活性要求的目的。

目前，數據手套較為廣泛的設計為依附在人手外部檢測關節運動的外架構數據手套或外骨骼式數據手套，通過安裝在手外部測量點的電位器獲得手指運動數據，從而控制機械手或電腦場景中的虛擬手動作，使得被控制的從手的各個手指關節與操作者的各個手指關節協同一致動作。然而，對于上述數據手套存在下列不足：第一，該數據手套只能夠獲取手指垂直于手掌方向的運動數據，不能獲取手指平行于手掌方向的運動數據，這樣導致獲取手部運動數據不完整，從而控制的機械手或電腦場景的虛擬手無法完整還原手部動作；第二，該數據手套機械實體較大，對操作者的手部動作會產生影響，從而導致采集到的手部運動數據會有一定量的失真，且該數據手套的實體連接件較多，不便于手套的穿脫以及維護。

發明內容

本發明目的是針對現有數據手套無手指橫向運動數據捕捉，結構較為復雜，且穿戴及維護難度較高等缺點，提出了一種可穿戴式的全關節測量型數據手套。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種全關節測量型數據手套，所述全關節測量型數據手套與機械手或者電腦端連接；所述全關節測量型數據手套包括手套本體、多個彎曲度傳感器以及多個應變式傳感器；所述手套本體包括兩層結構；所述彎曲度傳感器、所述應變式傳感器均位于所述手套本體的兩層結構之間；所述彎曲度傳感器設置在所述手套本體的掌指關節和指間關節處；所述應變式傳感器設置在所述手套本體的掌指關節下方處；所述彎曲度傳感器和所述應變式傳感器用于獲取手指垂直于手掌的運動信息和手指平行于手掌的運動信息。

可選的，所述手套本體的兩層結構具體為內層結構和外層結構；所述內層結構的材質為丁腈或橡膠；所述外層結構的材質為棉。

可選的，所述彎曲度傳感器包括多個小拇指彎曲度傳感器、多個無名指彎曲度傳感器、多個中指彎曲度傳感器、多個食指彎曲度傳感器以及多個第一大拇指彎曲度傳感器；其中，所述小拇指彎曲度傳感器、所述無名指彎曲度傳感器、所述中指彎曲度傳感器、所述食指彎曲度傳感器均設置在所述手套本體的手背側的掌指關節和指間關節處；所述第一大拇指彎曲度傳感器設置在所述手套本體的遠離四指的大拇指的外側的掌指關節和指間關節處；所述指間關節包括遠端指間關節和近端指間關節。

可選的，所述小拇指彎曲度傳感器的個數為2個，分別設置在所述手套本體的手背側的掌指關節和近端指間關節處；所述無名指彎曲度傳感器的個數為3個，分別設置在所述手套本體的手背側的掌指關節、近端指間關節以及遠端指間關節處；所述中指彎曲度傳感器的個數為3個，分別設置在所述手套本體的手背側的掌指關節、近端指間關節以及遠端指間關節處；所述食指彎曲度傳感器的個數為3個，分別設置在所述手套本體的手背側的掌指關節、近端指間關節以及遠端指間關節上處；所述第一大拇指彎曲度傳感器的個數為2個，分別設置在所述手套本體的遠離四指的大拇指的外側的掌指關節以及近端指間關節處；所述小拇指彎曲度傳感器用于獲取小拇指垂直于手掌的運動信息；所述無名指彎曲度傳感器用于獲取無名指垂直于手掌的運動信息；所述中指彎曲度傳感器用于獲取中指垂直于手掌的運動信息；所述食指彎曲度傳感器用于獲取食指垂直于手掌的運動信息；所述第一大拇指彎曲度傳感器用于獲取大拇指垂直于手掌的運動信息。

可選的，所述彎曲度傳感器還包括第二大拇指彎曲度傳感器；所述第二大拇指彎曲度傳感器設置在所述手套本體的手背側的虎口處；所述第二大拇指彎曲度傳感器用于獲取大拇指平行于手掌的運動信息。