一种力反馈外骨骼手套制造技术

本实用新型专利技术涉及医疗教育设备技术领域，尤其是涉及一种力反馈外骨骼手套，用于解决医学生练习考试和手术前的模拟演示。本实用新型专利技术提供一种力反馈外骨骼手套，包括：手掌部，所述手掌部由可充气气囊形成，可容纳用户手掌；手指部，连接于所述手掌部，包括多个指关节，所述指关节通过柔性弹性金属条连接；所述指关节连接所述柔性弹性金属条的部分设有绝缘层；外骨骼，所述外骨骼一端连接所述手指部的顶端，另一端连接于所述手掌部；其中，所述外骨骼包括多个子骨骼；控制器，所述控制器控制连接于所述手掌部、手指部和外骨骼；其中，所述控制器内设有磁共振充电部。该手套可使用户的手掌隔着手套也能接受到真实的触感，模拟真实的手部操作环境。

【技术实现步骤摘要】
一种力反馈外骨骼手套
本技术涉及医疗教育设备
，尤其是涉及一种力反馈外骨骼手套，用于解决医学生练习考试和手术前的模拟演示。
技术介绍
某组织进行了一项随机研究，20名参与者被随机分为两组，每组10人。其中一组将使用OssoVR软件(VR外科手术训练平台)进行一项胫骨骨折髓内钉外科手术培训，而另一组将通过传统外科手术培训方案进行教学。培训过程中，他们的表现都会被拍摄下来，并由一名外科医生针对手术时间、器械操作、器械知识、手术流程等各项指标，为参与评估的学生进行五种熟练度的打分。研究发现，VR组在所有类别的手术操作中都表现得更为优异，与传统教学组相比，总体分数上高出130％；在步骤完成度与完成速度的测试上，分别高出了38％和20％。因此，一款专注于医疗行业进行教学和手术实验的VR产品将具有比较有前景的市场。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种力反馈外骨骼手套，该力反馈外骨骼手套可使用户的手掌隔着手套也能接受到真实的触感，模拟真实的手部操作环境。为了实现上述目的，根据本技术实施例提出了一种力反馈外骨骼手套，包括：手掌部，所述手掌部由可充气气囊形成，可容纳用户手掌；手指部，连接于所述手掌部，包括多个指关节，所述指关节通过柔性弹性金属条连接；其中，所述指关节连接所述柔性弹性金属条的部分设有绝缘层；外骨骼，所述外骨骼一端连接所述手指部的顶端，另一端连接于所述手掌部；其中，所述外骨骼包括多个子骨骼；控制器，所述控制器控制连接于所述手掌部、手指部和外骨骼；其中，所述控制器内设有磁共振充电部。优选地，所述绝缘层为柔性布料。优选地，所述气囊部由多个气囊单元组成。优选地，还包括与所述充电部对应的磁共振充电器。本技术提供的一种力反馈外骨骼手套，此款手套采用充气气囊配合手掌的方式，当手伸入手套内，里面气囊充气，给予手一定压力，而实现手与手套的实时贴合，当你抚摸某种物体时，若干气囊排成相应纹路，模拟真实的触感。同时，手指部包括指关节和连接指关节的可调节的柔性弹性金属条，所述指关节连接所述柔性弹性金属条的部分设有绝缘层。基于静电离合器，可通过调节柔性弹性金属条之间的静电吸引力来生成产生电控摩擦力，从而为手指带来高达20N的吸持力。此结构优点耗电量小，只需几毫瓦便可实现相应阻碍力，实现低重量(低于8g)和高吸持力(超过20N)。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术的力反馈外骨骼手套中的手掌部结构示意图；图2是根据本技术的力反馈外骨骼手套中的的手指部；图3是根据本技术的力反馈外骨骼手套中的的整体结构示意图；图4是根据本技术的力反馈外骨骼手套中的的整体结构示意图二。附图中：手掌部10；气囊101；手指部20；指关节201；柔性弹性金属条202；绝缘层203；外骨骼30；控制器40。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。下面参考附图描述根据本技术实施例的力反馈外骨骼30手套。根据本技术实施例的一种力反馈外骨骼30手套，包括：手掌部10和手指部20。其中，手掌部10，手掌部10由可充气气囊101形成，可容纳用户手掌；此款手套采用充气气囊101配合结构，当手伸入手套内，里面气囊101充气，给予手一定压力，而实现手与手套的实时贴合。如图一所示当手指放入手套时，充气包裹手指，若干空气气囊101能够人形成触摸物体的形状的错觉，当你试图击打某种物体时，手套也会产生相应的抵抗力给你真实的模拟效果，当你抚摸某种物体时，若干气囊101排成相应纹路，模拟触感。手指部20，连接于手掌部10，包括多个指关节201，指关节201通过柔性弹性金属条202连接；其中，指关节201连接柔性弹性金属条202的部分设有绝缘层203；具体而言，如图二所示，基于静电离合器，可通过调节柔性弹性金属条202之间的静电吸引力来生成产生电控摩擦力，从而为手指带来高达20N的吸持力。此结构优点耗电量小，只需几毫瓦便可实现相应阻碍力。实现低重量(低于8g)和高吸持力(超过20N)。外骨骼30，外骨骼30一端连接手指部20的顶端，另一端连接于手掌部10；其中，外骨骼30包括多个子骨骼；具体而言，如图三为外骨骼30机制，此装置优点之一为可以适应大部分手指，外骨骼30结构可以实现不同手指长度的自适应。优点之二可以在保持轻便的前提下提供力反馈机制。当你接近这些物体的时候，手套的外骨骼30将会轻轻的缩回你的手指边，让你的手指与手套内部气囊101产生压力，且气囊101通过不同组合，产生纹路，在这个过程中，就产生了类似真实环境下的触感，当用户感受到这种触感，并结合逼真的视觉和听觉环境效果，一切足以让人忘记这是处在虚拟的vr环境里的。控制器40，控制器40控制连接于手掌部10、手指部20和外骨骼30；其中，控制器40内设有磁共振充电部。具体工作时，如图4所示，vr手套的控制器40，利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。可以一直保持供电，无需配置粗长的电线，提高便携性。优选地，绝缘层203为柔性布料。vr手套时在关节处有柔性布料，在手指和静电反馈直接阻隔电的传播，方便手指运动和力反馈达成。优选地，气囊101部由多个气囊101单元组成。此为手掌模块设计，多块模块组成，次结构设计便于手掌张合，内涵气囊101，模拟纹路和提供反馈力。...

【技术保护点】
1.一种力反馈外骨骼手套，其特征在于，包括：/n手掌部，所述手掌部由可充气气囊形成，可容纳用户手掌；/n手指部，连接于所述手掌部，包括多个指关节，所述指关节通过柔性弹性金属条连接；/n其中，所述指关节连接所述柔性弹性金属条的部分设有绝缘层；/n外骨骼，所述外骨骼一端连接所述手指部的顶端，另一端连接于所述手掌部；/n其中，所述外骨骼包括多个子骨骼；/n控制器，所述控制器控制连接于所述手掌部、手指部和外骨骼；/n其中，所述控制器内设有磁共振充电部。/n

【技术特征摘要】
1.一种力反馈外骨骼手套，其特征在于，包括：
手掌部，所述手掌部由可充气气囊形成，可容纳用户手掌；
手指部，连接于所述手掌部，包括多个指关节，所述指关节通过柔性弹性金属条连接；
其中，所述指关节连接所述柔性弹性金属条的部分设有绝缘层；
外骨骼，所述外骨骼一端连接所述手指部的顶端，另一端连接于所述手掌部；
其中，所述外骨骼包括多个子骨骼；
控制器，所述控制器控制连接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩东旭，侯青高，刘欣宇，范文耀，付浩瀚，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东;37