[實用新型]振動反饋與力反饋結合人機交互手指、手套

有效

• 申請號: 201820736584.2
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN208714005U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 郭昊;鞠鋒;陳柏;白東明;齊飛;曹燕飛;張帥;蔣素榮;吳青聰;王堯堯
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J9/16;B25J9/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種振動反饋與力反饋結合人機交互手指，其特征在于：

包括兩類手指機構;

第一類為雙連桿手指機構，它包括雙連桿機構、振動反饋機構、繩驅動力反饋機構；

上述雙連桿機構包括第一連桿、第二連桿、三個球形回轉關節；其中第一連桿前端通過鉸鏈與第一球形回轉關節相連，第一連桿前端能繞鉸鏈的回轉軸轉動；第一連桿后端、第二球形回轉關節、第二連桿前端通過鉸鏈相連，第一連桿后端能繞鉸鏈的回轉軸轉動，并沿其回轉軸法線方向自由移動，第二連桿前端能繞鉸鏈的回轉軸轉動；第二連桿后端與第三球形回轉關節通過鉸鏈相連；第二連桿后端能繞鉸鏈的回轉軸轉動，并沿其回轉軸法線方向自由移動；

上述振動反饋機構包括手指固定板，柔性固定帶，振動電機；手指固定板兩側通過柔性固定帶的兩端連接起來，振動電機附于柔性固定帶底部的內表面，柔性固定帶可調，使振動電機能緊貼于手指敏感區域；手指固定板上端具有球形凹槽；

上述雙連桿機構中的第一球形回轉關節、第二球形回轉關節各與一個振動反饋機構配合，其中球形回轉關節安裝于手指固定板的球形凹槽中；

上述繩驅動力反饋機構包括第一關節牽引繩、第二關節牽引繩、套索；第一關節牽引繩的前端固定于第一連桿前端的牽引繩固定孔，之后先穿過第一連桿末端的第一導向輪，再穿過第二連桿末端的第二導向輪；第二關節牽引繩的前端固定于第二連桿前端的牽引繩固定孔，之后穿過第二連桿末端的第三導向輪；最后兩牽引繩穿過第三球形回轉關節上的相應牽引繩引導孔，之后與相應套索相連；

第二類為單連桿手指機構，它包括單連桿機構、振動反饋機構、繩驅動力反饋機構；

上述單連桿機構包括單連桿、兩個球形回轉關節、關節連桿；其中單連桿前端通過鉸鏈與第一球形回轉關節相連，單連桿前端能繞鉸鏈的回轉軸轉動；單連桿后端、第二球形回轉關節、關節連桿前端通過鉸鏈相連，單連桿后端能繞鉸鏈的回轉軸轉動，并沿其回轉軸法線方向自由移動，關節連桿前端能繞鉸鏈的回轉軸轉動；關節連桿后端具有柔性帶連接軸；

上述振動反饋機構包括手指固定板，柔性固定帶，振動電機；手指固定板兩側通過柔性固定帶的兩端連接起來，振動電機附于柔性固定帶底部的內表面，柔性固定帶可調，使振動電機緊貼于手指敏感區域；手指固定板上端具有球形凹槽；

上述單連桿機構中的第一球形回轉關節、第二球形回轉關節各與一個振動反饋機構配合，其中球形回轉關節安裝于手指固定板的球形凹槽中；

上述繩驅動力反饋機構包括單關節牽引繩和套索；單關節牽引繩的前端固定于單連桿前端的牽引繩固定孔，之后穿過單連桿末端的導向輪，再穿過關節連桿上的牽引繩引導孔，之后與套索相連。

2.包含權利要求1所述振動反饋與力反饋結合人機交互手指的手套，其特征在于：

包括四套雙連桿手指機構和一套單連桿手指機構；

還包括手背機構、手腕機構、單連桿手指機構連接裝置；

上述手背機構包括手背固定板、振動電機、柔性固定帶；手背固定板兩側通過柔性固定帶的兩端連接起來，振動電機附于柔性固定帶底部的內表面，柔性固定帶可調，使振動電機緊貼于手掌敏感區域；手背固定板上端長邊一側具有四個球形凹槽，另一側具有柔性帶連接軸；

上述手腕機構包括手腕固定板、柔性固定帶、回轉盤、振動電機；手腕固定板兩側通過柔性固定帶的兩端連接起來，振動電機附于柔性固定帶底部的內表面，柔性固定帶可調，使振動電機緊貼于手腕敏感區域；手腕固定板上表面中心處具有半圓形凹槽，回轉盤底部也呈半圓形，回轉盤底部的半圓形位于手腕固定板的半圓形凹槽中，并通過鉸鏈固定在手腕固定板的中心位置，使回轉盤能繞鉸鏈的回轉軸轉動；回轉盤具有一個柔性帶連接軸；在手腕固定板上，根據拇指的方向，在半圓形凹槽的左側或右側開有球形凹槽；

上述四套雙連桿手指機構的第三球形回轉關節分別安裝于手背固定板的四個球形凹槽中，球形回轉關節會與球形凹槽契合，使每套雙連桿手指機構整體能繞手背固定板相應的球形凹槽轉動；四套雙連桿手指機構通過手指固定板安裝于食指、中指、無名指以及小拇指相應的部位；

上述單連桿手指機構連接裝置包括球形回轉關節、關節連桿；關節連桿前端與球形回轉關節通過鉸鏈相連，關節連桿前端能繞鉸鏈的回轉軸轉動；關節連桿后端具有柔性帶連接軸；

上述單連桿手指機構連接裝置通過其球形回轉關節安裝于手腕固定板的球形凹槽中；

上述單連桿手指機構通過柔性固定帶與單連桿手指機構連接裝置相連，柔性固定帶一端與單連桿手指機構的關節連桿上的柔性帶連接軸相連，另一端與連接裝置中的關節連桿的柔性帶連接軸相連，柔性固定帶可調，使單連桿手指機構與手腕機構適宜不同人群穿戴；單連桿手指機構通過手指固定板安裝于大拇指相應部位；

上述手背機構與手腕機構通過一根柔性固定帶相連，柔性固定帶一端與手背固定板上的柔性帶連接軸相連，另一端與手腕機構中回轉盤的柔性帶連接軸相連，柔性固定帶可調，使手背機構與手腕機構適宜不同人群佩戴。