[发明专利]一种基于触觉反馈的外骨骼

说明书

本发明涉及一种基于触觉反馈的外骨骼，包括手指和手掌，手掌包括手心和手背，手指由拇指、食指、中指、无名指、小指以及与手背活动连接的掌骨六部分组成，拇指、食指、中指、无名指、小指的指尖处分别活动连接一固定环，食指、中指、无名指、小指的指根处分别通过舵机与手背活动连接，拇指的指根处依次通过舵机、掌骨与手背连接，掌骨的一端与拇指指根处的舵机固定连接，掌骨的另一端通过输出轴活动连接一手背舵机，手背舵机固设在手背上，用于带动掌骨运动。本发明的外骨骼具有结构简单、小巧轻便、易携带等优点。

技术领域

本发明属于外骨骼领域，具体涉及一种基于触觉反馈的外骨骼。

背景技术

在虚拟现实与增强现实的交互中，没有真实的被抓物体。虚拟接触反馈和力反馈需要复制实时计算的接触力、表面形状、平滑性和滑动等。

触觉反馈的接触接口可以按照提供给用户的信息分成两类，即触觉反馈与力反馈。触觉反馈提供给用户的信息有物体表面几何形状、表面纹理、滑动等; 力反馈提供给用户的信息有总的接触力、表面柔顺、物体重量等。在VR游戏领域，已有的触觉反馈装置体积较大、不便运动、只能固定在固定位置，不能给用户以真实的触觉反馈感觉；在增强现实领域，现有的触觉反馈装置并不完善，不能提供触觉反馈的具体信息，只能捕捉动作，覆盖范围较为狭窄。

发明内容

本发明克服了现有的增强现实设备只能捕捉动作，不能提供触觉反馈的具体信息。

本发明提供了一种基于触觉反馈的外骨骼。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于触觉反馈的外骨骼，包括手指和手掌，所述手掌包括手心和手背，所述手指由拇指、食指、中指、无名指、小指以及与手背活动连接的掌骨六部分组成；

拇指、食指、中指、无名指、小指的指尖处分别活动连接一固定环，食指、中指、无名指、小指的指根处分别通过舵机与手背活动连接，拇指的指根处依次通过舵机、掌骨与手背连接，所述掌骨的一端与拇指指根处的舵机固定连接，所述掌骨的另一端通过输出轴活动连接一手背舵机，所述手背舵机固设在手背上，用于带动掌骨运动，位于食指、中指、无名指、小指指根处的舵机与手背固定连接。

作为本发明的一个优选实施例，所述拇指、食指、中指、无名指、小指的指根处均设有用于容纳所述舵机的钳口，所述舵机通过传动轴带动五指做屈/伸运动。

作为本发明的一个优选实施例，拇指、食指、中指、无名指、小指分别由指尖段、中间段和指根段组成，所述指尖段的一端与固定环活动连接，所述指尖段的另一端与中间段的一端固定连接，所述中间段的另一端与指根段的一端活动连接，所述指根段的另一端通过传动轴与舵机活动连接。

作为本发明的一个优选实施例，所述手背上设有用于控制外骨骼运动的控制板。

作为本发明的一个优选实施例，所述手背上还设有外壳，所述控制板位于外壳的内腔。

作为本发明的一个优选实施例，所述手心固定连接有绝缘手套，所述绝缘手套的五指与五个所述固定环的内壁固定连接。

作为本发明的一个优选实施例，所述绝缘手套的五个手指处均设有弯曲传感器，所述弯曲传感器用于实时获取佩戴者手部的动作姿态。

作为本发明的一个优选实施例，所述手背上设有带内孔的凸耳，所述掌骨的端面上相对设有两个掌骨凸耳，所述掌骨凸耳上设有内孔，所述凸耳与左侧的掌骨凸耳活动连接，所述右侧的掌骨凸耳通过传动轴与手背舵机活动连接。

作为本发明的一个优选实施例，位于食指、中指、无名指、小指指根处的舵机通过手背基座与手背固定连接，所述手背基座包括与手背固定连接的底板、设置在底板上的肋板以及用于固定舵机的固定板，所述固定板与舵机外壳活动连接，所述固定板上还设有供舵机输出轴和齿轮轴穿过的方槽。