一种外骨架精密数据手套制造技术

本实用新型专利技术涉及一种数据手套，具体的说是一种用于虚拟现实人机交互的外骨架精密数据手套。该数据手套包括主指结构、食指结构、中指结构、无名指结构、小指结构、横向偏移角度测算部件和手背基板；其中所述的食指结构、中指结构、无名指结构、小指结构的结构相同；所述的主指结构、食指结构、中指结构、无名指结构、小指结构的一端均固定在手背基板上；所述的食指结构、中指结构、无名指结构、小指结构上设置有横向偏移角度测算部件。本实用新型专利技术是一种通过三级齿轮精确测量手指关节的弯曲角度，对于外展转化为横向偏移角度，采用齿轮齿条的方式精确测量的外骨架精密数据手套，解决了现有数据手套的未达到高精度要求的问题。

An exoskeleton precision data glove

The utility model relates to a data glove, in particular, an outer skeleton precision data glove for human-computer interaction in virtual reality. The data glove comprises a main structure, index structure, refers to the middle finger, ring finger and little finger structure structure structure, lateral offset angle measuring part and the back substrate; wherein the forefinger and middle finger structure structure, ring finger and little finger structure of the same structure; the main structure refers to the structure, middle finger and forefinger the structure, the ring finger and little finger end structure structure are fixed on the back substrate; the index finger, middle finger structure structure, ring finger and little finger structure structure is arranged on the lateral offset angle measuring component. The utility model relates to a bending angle of three gear measuring finger joint through the abduction into the lateral offset angle for the skeleton, precision data glove accurate measurement of gear rack mode, solved the existing data glove does not meet the high-precision requirements of the problem.

【技术实现步骤摘要】
一种外骨架精密数据手套
本技术涉及一种数据手套，具体的说是一种用于虚拟现实人机交互的外骨架精密数据手套。
技术介绍
随着科技的进步，远程控制机器人用于危险、不可达的环境工作成为可能，其中遥控操作难度高，使得灵活性被更加看重。数据手套的出现，可以提供手部关节的相关数据，从而远程控制机器手的移动。现今大部分的数据手套均采用弯曲传感器或是三轴加速器进行手部关节的测量，精度低，不适合重要环境中使用，如航天航空、远程拆弹等重要场合。当然也有部分研究人员运用外骨骼的方式提高测量精度，但是依旧未达到高精度的要求。
技术实现思路
本技术提供了一种通过三级齿轮精确测量手指关节的弯曲角度，对于外展转化为横向偏移角度，采用齿轮齿条的方式精确测量的外骨架精密数据手套，解决了现有数据手套的上述不足。本技术技术方案结合附图说明如下：一种外骨架精密数据手套，该数据手套包括主指结构1、食指结构2、中指结构3、无名指结构4、小指结构5、横向偏移角度测算部件6和手背基板46；其中所述的食指结构2、中指结构3、无名指结构4、小指结构5的结构相同；所述的主指结构1、食指结构2、中指结构3、无名指结构4、小指结构5的一端均固定在手背基板46上；所述的食指结构2、中指结构3、无名指结构4、小指结构5上设置有横向偏移角度测算部件6。所述的主指结构1包括主指指套组合7、主指部件Ⅰ8、精密丝杠Ⅰ9、主指部件Ⅱ10、弯曲角度测算部件Ⅰ11、精密丝杠Ⅱ12、主指部件Ⅲ13、弯曲角度测算部件Ⅱ14和弧状联结件15；所述的主指部件Ⅰ8开有装有精密丝杠Ⅰ9的凹槽并且内部装有第一电机；所述的第一电机的输出端通过联轴器与精密丝杠Ⅰ9的一端连接，精密丝杠Ⅰ9的另一端与主指部件Ⅱ10螺纹连接，并且主指部件Ⅱ10的一端与主指部件Ⅰ8的一端滑动配合；所述的主指部件Ⅱ10上设置有弯曲角度测算部件Ⅰ11并通过一级齿轮圆轴与其连接；所述的主指部件Ⅲ13开有装有精密丝杠Ⅱ12的凹槽并且内部装有第二电机；所述的主指部件Ⅱ10的另一端与精密丝杠Ⅱ12的一端螺纹连接，并且与主指部件Ⅲ13滑动配合；所述的精密丝杠Ⅱ12的另一端通过联轴器与第二电机的输出端连接；所述的主指部件Ⅲ13上设置有弯曲角度测算部件Ⅱ14并通过一级齿轮圆轴与其连接；所述的弯曲角度测算部件Ⅱ14通过圆轴与弧状联结件15连接；所述的弧状联结件15固定在手背基板46上，其上设置有电位器47，所述的电位器47与电源相连；所述的主指部件Ⅰ8和主指部件Ⅱ10的下端设置有主指指套组合7；所述的主指部件Ⅰ8上设置有红外传感器Ⅰ16，并且与第一电机相连；所述的弯曲角度测算部件Ⅰ11上设置有红外传感器Ⅱ17，并且与第二电机相连。所述的中指结构3包括中指部件Ⅰ19、精密丝杠Ⅲ20、中指部件Ⅱ21、弯曲角度测量部件Ⅲ22、精密丝杠Ⅳ23、中指部件Ⅲ24、弯曲角度测算部件Ⅳ25、精密丝杠Ⅴ26、中指部件Ⅳ27、弯曲角度测算部件Ⅴ28和中指基板29；所述的中指部件Ⅰ19开有装有精密丝杠Ⅲ20的凹槽并且内部装有第三电机；所述的第三电机的输出端通过联轴器与精密丝杠Ⅲ20的一端连接，精密丝杠Ⅲ20的另一端与中指部件Ⅱ21螺纹连接，并且中指部件Ⅱ21的一端与中指部件Ⅰ19的一端滑动配合；所述的中指部件Ⅱ21上设置有弯曲角度测量部件Ⅲ22并通过一级齿轮圆轴与其连接；所述的中指部件Ⅲ24开有装有精密丝杠Ⅳ23的凹槽并且内部装有第四电机；所述的中指部件Ⅱ21的另一端与精密丝杠Ⅳ23的一端螺纹连接，并且与中指部件Ⅲ24滑动配合；所述的精密丝杠Ⅳ23的另一端通过联轴器与第四电机的输出端连接；所述的中指部件Ⅲ24上设置有弯曲角度测算部件Ⅳ25并通过一级齿轮圆轴48与其连接；所述的中指部件Ⅳ27开有装有精密丝杠Ⅴ26的凹槽并且内部装有第五电机；所述的第五电机的输出端通过联轴器与精密丝杠Ⅴ26的一端连接，精密丝杠Ⅴ26的另一端与中指部件Ⅲ24螺纹连接，并且中指部件Ⅲ24的一端与中指部件Ⅳ27的一端滑动配合；所述的中指部件Ⅳ27上设置有弯曲角度测算部件Ⅴ28并通过一级齿轮圆轴48与其连接；所述的弯曲角度测算部件Ⅴ28与中指基板29固定连接；所述的中指部件Ⅰ19、中指部件Ⅱ21和中指部件Ⅲ24的下端设置有中指指套组合18；所述的中指部件Ⅰ19上设置有红外传感器Ⅲ30，并且与第三电机相连；所述的弯曲角度测量部件Ⅲ22上设置有红外传感器Ⅳ31，并且与第四电机相连；所述的弯曲角度测算部件Ⅳ25上设置有红外传感器Ⅴ32，并且与第五电机相连。所述的中指基板29通过轴与齿轮36连接；所述的齿轮36与角度转换部件35上的齿条33啮合，所述的角度转换部件35内设置有滑动变阻器，所述的滑动变阻器与电源连接。所述的弯曲角度测算部件Ⅰ11、弯曲角度测算部件Ⅱ14、弯曲角度测量部件Ⅲ22、弯曲角度测算部件Ⅳ25、弯曲角度测算部件Ⅴ28为结构相同的弯曲角度测算部件40；所述的弯曲角度测算部件40包括壳体、一级电位器37、二级电位器38、三级电位器39、三级小齿轮41、二级小齿轮42、二级大齿轮43、一级大齿轮44和两个转动部件45；两个所述分别设置在一级大齿轮44的两侧并且与一级大齿轮44通过一级齿轮圆轴48连接；所述的一级齿轮圆轴48的两端分别固定在壳体两侧的内壁上，其中一端设置有一级电位器37；所述的弯曲角度测算部件40内还设置有二级齿轮圆轴49和三级齿轮圆轴50，二级齿轮圆轴49和三级齿轮圆轴50的两端均固定在壳体两侧的内壁上，且二级齿轮圆轴49和三级齿轮圆轴50分别设置有二级电位器38和三级电位器39；所述的二级小齿轮42与二级大齿轮43通过二级齿轮圆轴49连接；所述的三级小齿轮41设置在三级齿轮圆轴50上；所述的一级大齿轮44与二级小齿轮42相啮合；所述的二级大齿轮43与三级小齿轮41相啮合；所述的一、二、三级电位器37、38、39。本技术的有益效果为：能够通过红外传感器和精密丝杠螺母精确的测量手指关节的长度，并通过弯曲测算部件和横向偏移角度测算部件精确测算手指的弯曲和横向偏移角度，从而得到手指的运动状态，结构紧凑、可靠度高。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的主指整体结构示意图；图3是本技术的主指左视图；图4是本技术的主指俯视图；图5是本技术的中指整体结构示意图；图6是本技术的中指左视图；图7是本技术的中指俯视图；图8是本技术的横向偏移角度测算部件图；图9时本技术的弯曲角度测算部件内部图；图10是本技术的测量的手部模型尺寸图；图11是本技术的手部关节点自由度图。图中：1、主指结构；2、食指结构；3、中指结构；4、无名指结构；5、小指结构；6、横向偏移角度测算部件；7、主指指套组合；8、主指部件Ⅰ；9、精密丝杠Ⅰ；10、主指部件Ⅱ；11、弯曲角度测算部件Ⅰ；12、精密丝杠Ⅱ；13、主指部件Ⅲ；14、弯曲角度测算部件Ⅱ；15、弧状联结件；16、红外传感器Ⅰ；17、红外传感器Ⅱ；18、中指指套组合；19、中指部件Ⅰ；20、精密丝杠Ⅲ；21、中指部件Ⅱ；22、弯曲角度测算部件Ⅲ；23、精密丝杠Ⅳ；24、中指部件Ⅲ；25、弯曲角度测算部件Ⅳ；26、精密丝杠Ⅴ；27、中指部件Ⅳ；28、弯曲角度测算部件Ⅴ；29、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外骨架精密数据手套，其特征在于，该数据手套包括主指结构(1)、食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)、横向偏移角度测算部件(6)和手背基板(46)；其中所述的食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)的结构相同；所述的主指结构(1)、食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)的一端均固定在手背基板(46)上；所述的食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)上设置有横向偏移角度测算部件(6)。

【技术特征摘要】
1.一种外骨架精密数据手套，其特征在于，该数据手套包括主指结构(1)、食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)、横向偏移角度测算部件(6)和手背基板(46)；其中所述的食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)的结构相同；所述的主指结构(1)、食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)的一端均固定在手背基板(46)上；所述的食指结构(2)、中指结构(3)、无名指结构(4)、小指结构(5)上设置有横向偏移角度测算部件(6)。2.根据权利要求1所述的一种外骨架精密数据手套，其特征在于，所述的主指结构(1)包括主指指套组合(7)、主指部件Ⅰ(8)、精密丝杠Ⅰ(9)、主指部件Ⅱ(10)、弯曲角度测算部件Ⅰ(11)、精密丝杠Ⅱ(12)、主指部件Ⅲ(13)、弯曲角度测算部件Ⅱ(14)和弧状联结件(15)；所述的主指部件Ⅰ(8)开有装有精密丝杠Ⅰ(9)的凹槽并且内部装有第一电机；所述的第一电机的输出端通过联轴器与精密丝杠Ⅰ(9)的一端连接，精密丝杠Ⅰ(9)的另一端与主指部件Ⅱ(10)螺纹连接，并且主指部件Ⅱ(10)的一端与主指部件Ⅰ(8)的一端滑动配合；所述的主指部件Ⅱ(10)上设置有弯曲角度测算部件Ⅰ(11)并通过一级齿轮圆轴与其连接；所述的主指部件Ⅲ(13)开有装有精密丝杠Ⅱ(12)的凹槽并且内部装有第二电机；所述的主指部件Ⅱ(10)的另一端与精密丝杠Ⅱ(12)的一端螺纹连接，并且与主指部件Ⅲ(13)滑动配合；所述的精密丝杠Ⅱ(12)的另一端通过联轴器与第二电机的输出端连接；所述的主指部件Ⅲ(13)上设置有弯曲角度测算部件Ⅱ(14)并通过圆轴与其连接；所述的弯曲角度测算部件Ⅱ(14)通过圆轴与弧状联结件(15)连接，其上设置有电位器(47)，所述的电位器(47)与电源相连；所述的弧状联结件(15)固定在手背基板(46)上；所述的主指部件Ⅰ(8)和主指部件Ⅱ(10)的下端设置有主指指套组合(7)；所述的主指部件Ⅰ(8)上设置有红外传感器Ⅰ(16)，并且与第一电机相连；所述的弯曲角度测算部件Ⅰ(11)上设置有红外传感器Ⅱ(17)，并且与第二电机相连。3.根据权利要求2所述的一种外骨架精密数据手套，其特征在于，所述的中指结构(3)包括中指部件Ⅰ(19)、精密丝杠Ⅲ(20)、中指部件Ⅱ(21)、弯曲角度测量部件Ⅲ(22)、精密丝杠Ⅳ(23)、中指部件Ⅲ(24)、弯曲角度测算部件Ⅳ(25)、精密丝杠Ⅴ(26)、中指部件Ⅳ(27)、弯曲角度测算部件Ⅴ(28)和中指基板(29)；所述的中指部件Ⅰ(19)开有装有精密丝杠Ⅲ(20)的凹槽并且内部装有第三电机；所述的第三电机的输出端通过联轴器与精密丝杠Ⅲ(20)的一端连接，精密丝杠Ⅲ(20)的另一端与中指部件Ⅱ(21)螺纹连接，并且中指部件Ⅱ(21)的一端与中指部件Ⅰ(19)的一端滑动配合；所述的中指部件Ⅱ(21)上设置有弯曲角度测量部件Ⅲ(22)并通过一级齿轮圆轴与其连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，王磊，于新，李子豪，韩忠正，付康，季成忠，冉沛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22