[發明專利]一種基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套

有效

• 申請號: 201810033753.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108121450B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王道明;熊焰;訾斌;錢森;王正雨;龐佳偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：該系統包括基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套，所述的基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套包括手套套體和連接在手套套體左端的五個指套，手套套體頂面右端設有線性位移傳感器支架，手套套體頂面左端設有五組與每個指套一一對應的線管支架，手套套體頂面中間設有磁流變阻尼器支架；所述線性位移傳感器支架沿水平方向并列安裝有五個與指套一一對應的線性位移傳感器，每個線性位移傳感器的固定端分別連接在線性位移傳感器支架左側面，每個線性位移傳感器的活動端分別水平向左；所述磁流變阻尼器支架中設有五組與指套一一對應的雙向磁流變阻尼器，每個雙向磁流變阻尼器中心軸分別沿左右水平方向，每個雙向磁流變阻尼器中活塞桿兩端分別從缸筒對應端穿出，每個雙向磁流變阻尼器的缸筒安裝在磁流變阻尼器支架中，五組雙向磁流變阻尼器各自活塞桿右端一一對應與五個線性位移傳感器的活動端鉸接；五個手指中，對應于大拇指的指套的近指節位置安裝有鋼絲繩支架，其余四個指套的中指節位置亦分別安裝有鋼絲繩支架，每個鋼絲繩支架左端分別轉動安裝有滑輪；還包括五個與指套一一對應的沿左右方向延伸的可自由彎曲的線管，每個線管中分別同軸滑動設置有鋼絲繩，鋼絲繩兩端分別從線管兩端穿出，每個線管的右端分別固定在對應的線管支架左端，線管中鋼絲繩右端穿過對應的線管支架后與對應的雙向磁流變阻尼器中活塞桿左端連接，且線管支架與雙向磁流變阻尼器之間的鋼絲繩外套裝有輕彈簧，輕彈簧左端固定在對應的線管支架右端，輕彈簧右端與對應的雙向磁流變阻尼器活塞桿左端連接；每個線管的左端分別固定在對應的鋼絲繩支架右端，線管中鋼絲繩左端沿鋼絲繩支架延伸并繞過鋼絲繩支架左端滑輪后再分別連接有指托，共五個指托分別套在對應指套的遠指節上，且每個指托的內壁分別設有壓力傳感器；

所述的采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統包括計算機與數據采集卡、A/D轉換器、D/A轉換器、電流控制器、VR眼鏡，所述計算機與VR眼鏡連接，計算機還與數據采集卡雙向通訊連接，磁流變力反饋數據手套中的線性位移傳感器、壓力傳感器分別與A/D轉換器的輸入端連接，A/D轉換器的輸出端與數據采集卡連接，D/A轉換器的輸入端與數據采集卡連接，D/A轉換器的輸出端與電流控制器的輸入端連接，電流控制器的輸出端分別與各個雙向磁流變阻尼器連接；所述的計算機與建模出的虛擬人手雙向通訊，計算機輸出角度信號命令，控制虛擬人手重新建模，虛擬人手反饋碰撞檢測信號到計算機，虛擬人手和虛擬環境可以交互。

2.根據權利要求1所述的一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：每個線性位移傳感器的活動端分別連接有U型連接件，每個雙向磁流變阻尼器的活塞桿右端鉸接在對應的U型連接件中。

3.根據權利要求1所述的一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：每個雙向磁流變阻尼器的缸筒外表面分別成型有外螺紋，磁流變阻尼器支架中設有五個供雙向磁流變阻尼器的缸筒一一對應穿過的通孔，磁流變阻尼器支架左、右方的缸筒上分別螺合安裝有鎖緊缸筒的固定螺母，通過調節兩個固定螺母的位置，可調整每個雙向磁流變阻尼器的軸向位置。

4.根據權利要求1所述的一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：線管支架上端分別成型為中心軸沿左右水平方向的圓筒，圓筒右端分別安裝有端蓋，線管右端擴徑為與圓筒左端匹配的蓋體，且線管右端卡在對應的圓筒左端，輕彈簧左端固定在端蓋右側面。

5.根據權利要求1所述的一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：每個鋼絲繩支架右端分別連接有卡座，線管左端卡在卡座中，且線管左端成型有外螺紋，卡座中的線管外螺紋段上螺合安裝有調節螺母，通過調節螺母調節線管左端在鋼絲繩支架右端的位置。

6.根據權利要求1所述的一種采用基于線管鋼絲繩傳動的磁流變力反饋數據手套的VR系統，其特征在于：所述線管包括管狀的線管外殼，線管外殼內同軸設有管狀螺旋鋼，該螺旋鋼可自由彎曲但在軸向為剛性的不可壓縮，螺旋鋼內同軸設有鋼絲繩，鋼絲繩柔軟但不可拉伸，且螺旋鋼內填充有包裹鋼絲繩的潤滑層。