人体肢体屈伸运动检测装置的制造方法
【专利摘要】人体肢体屈伸运动检测装置，它涉及了一种人体肢体运动检测的装置。本发明是为了解决现有的检测装置系统复杂、结构臃肿、检测误差较大、维护困难等缺点，对人体关节的检测环节做了全新的设计，采用独特的连接方式和巧妙的关节测量点布局，使操作者在使用该装置时，操作者的关节能保持最大程度的灵活，肢体作屈伸时的运动状态都能被精确检测到。
【专利说明】
人体肢体屈伸运动检测装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种检测人体肢体屈伸运动的装置。
【背景技术】
[0002]由于科学技术的发展，机器人逐渐在越来越大的范围内被使用，遥操作机器人作为一种性能可靠、技术成熟的机器人被广泛用于各种危险的、情况复杂的、人类无法到达的环境中工作，它采用的是非常可靠的控制方式，直接由操作者发出指令来控制。随着遥操作机器人执行的任务越来越复杂，使得人们在追求可靠性的同时，还对其灵活性提出了更高的要求，而要对复杂的机器人实施遥操作，控制机器人多个关节一起协调运动，以实现特定功能，这就需要用到人体关节运动检测装置，人体关节运动检测装置通过测量操作者身体上各个关节的位置信息作为控制指令控制机器人跟踪人体运动，使操作者产生很强的临场感。此外，近年来虚拟现实交互技术不断发展，人体关节运动检测装置可作为一种主要的交互设备，参与到虚拟现实交互系统的构建中，例如在一个由计算机虚拟的场景里，操作者通过人体关节运动检测装置控制一双虚拟的人手拆卸或装配机器等，还有远程手术、游戏、3D动画制作等都需要用到此类装置。目前市场上的人体关节运动检测装置系统复杂，维护困难，价格极为昂贵，使其无法大量普及、推广和使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有人体关节运动检测装置系统复杂、结构臃肿、检测误差较大、维护困难等缺点，提出了一种外构架式结构，对检测方法做了全新的设计，采用独特的连接方式和巧妙的关节测量点布局，极大简化了复杂的人体关节运动检测装置控制系统，使操作者在使用该装置时身体能保持最大程度的灵活，且人体关节的运动状态都能被精确检测到，使被控制的从动机器人关节能与操作者对应的身体关节协同一致动作，增强虚拟现实或遥操作的临场感。本发明是用于与计算机、机器人等交互作用的设备，由后固定环，前固定装置，连杆，关节检测部件组成。后固定环固定于操作者同一肢体相对静止的部位，关节检测部件固定于后固定环的平台上，前固定装置固定于操作者同一肢体相对运动的部位，关节检测部件与前固定装置通过两级连杆铰接。本发明检测关节的运动角度由设置在装置上相应的角度传感器通过相应的数学算法测量，可以精确、灵敏地检测出在三维空间中操作者肢体关节运动的角度和状态，该装置成本低，使用简单，穿戴方便，维护容易。
【附图说明】
[0004]图1是本发明的整体轴侧图。
[0005]图2是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0006]本发明主要零部件:
[0007]101.前固定装置102.关节检测部件1.后固定环
[0008]3.前固定环 4.前滑动环上部 6.前滑动环下部
[0009]【具体实施方式】一:如图1所示，所述人体肢体屈伸运动检测装置包括后固定环1，连杆2-1，连杆2-2，前固定装置101，关节检测部件102。所述后固定环I固定于操作者同一肢体相对静止的部位，所述关节检测部件102固定于后固定环I上，所述前固定装置101固定于操作者同一肢体相对运动的部位，所述关节检测部件102通过两级连杆2-1、2-2与前固定装置101铰接，人体肢体屈伸运动检测装置对操作者肢体屈伸运动的检测由关节检测部件102实施。
[0010]【具体实施方式】二:如图1和图2所示，所述前固定装置101包括前固定环3，前滑动环上部4，前滑动环下部6。所述前固定环3的外表面有环形导轨C，所述环形导轨C的轴线与前固定环3的轴线重合，所述前滑动环上部4安装在前固定环3的外表面，所述前滑动环上部4的圆环轴线与前固定环3的轴线重合，所述前固定环3的环形导轨C置于前滑动环上部4的圆环沟槽内，所述前滑动环下部6安装在前固定环3的外表面，所述前滑动环下部6的圆环轴线与前固定环3的轴线重合，所述前固定环3的环形导轨C置于前滑动环下部6的圆环沟槽内，所述前滑动环上部4与前滑动环下部6的两端通过螺钉固接形成一个完整的圆环，所述前滑动环上部4和前滑动环下部6与前固定环3之间为滑动接触，可绕前固定环3的轴线，在前固定环3的表面沿环形导轨C转动。动作实施过程:前固定环3固定于操作者同一肢体相对运动的部位，当操作者的肢体作屈伸运动时，前固定环3跟随一起转动，前滑动环上部4和前滑动环下部6在连杆2-1和连杆2-2的阻碍下保持静止，位置和姿态不发生改变，避免人体肢体屈伸运动检测装置因肢体旋转而导致测量失效或出现较大误差。
[0011]【具体实施方式】三:如图1和图2所示，所述关节检测部件102通过螺钉固定于后固定环I的平台A上，所述关节检测部件102的传动轴12的轴线与后固定环I的圆环轴线垂直，所述关节检测部件102的传动轴12的两端分别与两根第一级连杆2-1的一端固接，所述两根第一级连杆2-1的另一端分别与两根第二级连杆2-2的一端通过螺钉铰接，所述第一级连杆2-1和第二级连杆2-2铰接处安装有连杆隔离柱5，所述两根第二级连杆2-2的另一端通过螺钉铰接于前滑动环下部6的孔B内，铰接处的轴线与前固定环3的圆环轴线垂直且平行于关节检测部件102的传动轴12的轴线。动作实施过程:所述后固定环I固定于操作者同一肢体相对静止的部位，所述前固定装置101固定于操作者同一肢体相对运动的部位，当操作者关节运动时，固定在操作者相对运动肢体上的前固定装置101跟随一起运动，前固定装置101带动与其铰接的连杆2-2转动，连杆2-2转动的方向与肢体转动的方向一致，连杆2-2带动与其铰接的连杆2-1转动，转动的连杆2-1驱动与其固接的关节检测部件102的传动轴12，传动轴12驱动关节检测部件102内部的角度传感器并通过相应的数学算法测量出操作者肢体屈伸的角度和状态。
[0012]在不使本发明的原理受到损害的情况下，上述构成的细节和【具体实施方式】仅仅是当做例子和图示的东西，它可以不脱离本发明的范围而广泛改变，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种人体肢体屈伸运动检测装置，用于与计算机、机器人交互作用的装置，由后固定环(1)，连杆(2-1、2-2)，关节检测部件(102)，前固定装置(101)组成； 其特征在于: 该装置固定在操作者肢体上； 后固定环固定于操作者同一肢体相对静止的部位，关节检测部件固定于后固定环的平台上，前固定装置固定于操作者同一肢体相对运动的部位，关节检测部件与前固定装置通过两级连杆铰接；2.根据权利要求1所述的人体肢体屈伸运动检测装置，其特征在于:所述前固定装置(101)包括前固定环(3)，前滑动环上部(4)，前滑动环下部￠)，所述前固定环(3)的外表面有环形导轨(C)，所述环形导轨(C)的轴线与前固定环(3)的轴线重合，所述前滑动环上部(4)安装在前固定环(3)的外表面，所述前滑动环上部(4)的圆环轴线与前固定环(3)的轴线重合，所述前固定环(3)的环形导轨(C)置于前滑动环上部(4)的圆环沟槽内，所述前滑动环下部(6)安装在前固定环(3)的外表面，所述前滑动环下部￠)的圆环轴线与前固定环(3)的轴线重合，所述前固定环(3)的环形导轨(C)置于前滑动环下部￠)的圆环沟槽内，所述前滑动环上部(4)与前滑动环下部￠)的两端通过螺钉固接形成一个完整的圆环，所述前滑动环上部(4)和前滑动环下部(6)与前固定环(3)之间为滑动接触。3.根据权利要求1所述的人体肢体屈伸运动检测装置，其特征在于:所述人体肢体屈伸运动检测装置包括后固定环(1)，连杆(2-1、2-2)，关节检测部件(102)，前固定装置(101)，连杆隔离柱(5)，所述关节检测部件(102)通过螺钉固定于后固定环(I)的平台(A)上，所述关节检测部件(102)的传动轴(12)的轴线与后固定环(I)的圆环轴线垂直，所述关节检测部件(102)的传动轴(12)的两端分别与两根第一级连杆(2-1)的一端固接，所述两根第一级连杆(2-1)的另一端分别与两根第二级连杆(2-2)的一端铰接，所述第一级连杆(2-1)和第二级连杆(2-2)铰接处安装有连杆隔离柱(5)，所述两根第二级连杆(2-2)的另一端通过螺钉铰接于前滑动环下部￠)的孔(B)内，铰接处的轴线与前固定环(3)的圆环轴线垂直且平行于关节检测部件(102)的传动轴(12)的轴线。
【文档编号】B25J3/00GK105881563SQ201410741400
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】苏茂
【申请人】苏茂