[实用新型]带有力反馈的手部动作捕获装置

说明书

本申请涉及一种带有力反馈的手部动作捕获装置，包括：底座、与底座连接的力反馈装置、与力反馈装置连接的连杆结构、以及用于将连杆结构和底座固定于手部的固定组件；力反馈装置包括驱动机构和第一连杆，第一连杆的第一端部与驱动机构连接，第一连杆的第二端部与连杆结构活动连接；角度传感器组件，角度传感器组件被配置为检测连杆结构的旋转角度或力反馈装置相对底座的旋转角度并生成检测信号；和控制电路，控制电路电连接至角度传感器组件和驱动机构，被配置为将角度传感器的检测信号发送至上位机，并根据上位机发送的一个或多个控制信号控制驱动机构向第一连杆输出位置以及相应大小的反馈，可以精细控制力反馈的大小和位置。

技术领域

本申请涉及动作捕获和力反馈技术领域，特别是涉及一种带有力反馈的手部动作捕获装置。

背景技术

在虚拟现实的场景中，为了增强用户对虚拟世界的感知，常常会应用到手部动作捕获技术和力反馈技术。

目前，手部动作捕获技术和力反馈技术皆有多种不同方案。例如，常见的手部动作捕捉方案有计算机视觉动作捕捉、惯性检测单元(Inertial measurement unit，IMU)动作捕捉、弯曲传感器动作捕捉等；常见的力反馈技术也有电机盘拉线式、直线电机直驱式等。在力反馈方面，市场上已经存在一些带有力反馈的装置，例如，一种带有力反馈的装置的弯曲传感手套可以通过电机盘的旋转控制钢丝的抽拉，通过钢丝的抽拉带动滑轮对手指尖进行拉取，实现力反馈。学术界也曾尝试通过直线电机连接一组连杆系统，由直线电机带动连杆系统直接对手指尖进行推拉，实现力反馈。

但是，上述力反馈的方案中，提供的反馈力仅是有和无的区别，同时线驱动等方案会造成比较大的系统延时，以及其占用的巨大体积严重影响产品的小型化和便携性，从而无法实现更精细的力反馈和更好的使用体验。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种轻便的能实现力反馈的精细控制的带有力反馈的手部动作捕获装置。

一种带有力反馈的手部动作捕获装置，包括：底座、与所述底座连接的力反馈装置、与所述力反馈装置连接的连杆结构、以及用于将所述连杆结构和底座固定于手部的固定组件；

所述力反馈装置包括驱动机构和第一连杆，所述第一连杆的第一端部与所述驱动机构连接，所述第一连杆的第二端部与所述连杆结构活动连接；

角度传感器组件，所述角度传感器组件被配置为检测所述连杆结构的旋转角度或所述力反馈装置相对所述底座的旋转角度并生成检测信号；和

控制电路，所述控制电路电连接至所述角度传感器组件和所述驱动机构，被配置为将所述角度传感器的检测信号发送至上位机，并根据所述上位机发送的一个或多个控制信号控制所述驱动机构向所述第一连杆输出位置以及相应大小的反馈。

在其中一个实施例中，所述控制电路包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器设置于所述底座，所述第二处理器电连接至第一处理器，所述第二处理器被配置为根据所述第一处理器的控制指令，控制所述驱动机构向所述第一连杆输出位置以及相应大小的反馈。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括电机，所述电机与所述第一连杆的第一端部连接。

在其中一个实施例中，所述驱动机构还包括变速箱；所述变速箱分别与所述电机和所述第一连杆的第一端部连接。

在其中一个实施例中，所述角度传感器组件包括拇指感应传感器组件和至少一组非拇指感应传感器组件，所述力反馈装置包括拇指力反馈装置和至少一个非拇指力反馈装置；所述拇指感应传感器组件和所述非拇指感应传感器组件均包括多个旋转传感器，所述拇指力反馈装置和所述非拇指力反馈装置均包括至少一个力反馈模块。