一種機械式手腕運動捕捉裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種機械式手腕運動捕捉裝置，包括外圈和置于外圈內的內圈，內圈與外圈采用轉動的方式連接；內圈內設置有支架及與支架連接的手持架，在手持架與支架連接處安裝第一角度傳感器；外圈上安裝第二角度傳感器，第二角度傳感器上設有摩擦輪；內圈的一部分伸出外圈之外并與摩擦輪轉動接觸；內圈內還設有一個前臂托架；當內圈相對外圈旋轉時，內圈通過摩擦力帶動摩擦輪旋轉，進而帶動外圈上的第二角度傳感器旋轉，這時可以測量沿小臂方向的旋轉的角度變化；手持架與內圈鉸接處的第一角度傳感器可以測量手掌俯仰角度的變化；本裝置技術手段簡便易行，機械式捕捉相對于光學捕捉和電磁捕捉，具有成本低廉，且精度高，定標簡單等優點。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種機械式手腕運動捕捉裝置
本技術涉及運動捕捉裝置，尤其涉及一種機械式手腕運動捕捉裝置。
技術介紹
運動捕捉技術可以獲取真實環境中物體的運動狀態，在虛擬現實、運動分析、游戲和軍事訓練等方面均有相應的應用。機械式運動捕捉裝置通常由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度傳感器，可以測得關節轉動角度的變化情況。機械式捕捉裝置相對光學捕捉和電磁捕捉，具有成本低的特點，且精度高，定標簡單。人的手腕具有三個運動自由度，一個沿手臂方向的旋轉自由度以及手掌的兩個翻轉自由度。手腕運動捕捉裝置可以測得其中一個或多個自由度的運動變化。但是現有的一些機械手腕運動捕捉裝置只能單獨對手腕的一個運動自由度進行捕捉，比如僅僅捕捉手腕的旋轉或者手掌的翻轉運動中的一個。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種成本低、精度高、定標簡單的機械式手腕運動捕捉裝置。本技術通過下述技術方案實現:一種機械式手腕運動捕捉裝置，包括外圈和置于外圈內的內圈，內圈與外圈采用轉動的方式連接；所述內圈內設置有支架及與支架連接的手持架，在手持架與支架連接處安裝第一角度傳感器；所述外圈上安裝第二角度傳感器，第二角度傳感器上設有摩擦輪；所述內圈的一部分伸出外圈之外并與摩擦輪轉動接觸；所述內圈內還設有一個前臂托架；所述第一角度傳感器和第二角度傳感器上，各自設有與外部設備連接的信號接□。所述前臂托架包括一個下托架和與下托架活動連接的上托架。所述摩擦輪采用橡膠輪。本技術與現有的技術相比具有以下優點:內圈與外圈采用轉動(機械轉動)的方式連接；配合內圈的手持架，以及第一角度傳感器和第二角度傳感器的配合運動；可以同時測量手腕沿小臂方向旋轉的角度變化和俯仰角度變化。工作時，外圈固定，當內圈相對外圈旋轉時，內圈通過摩擦力帶動摩擦輪旋轉，進而帶動外圈上的第二角度傳感器旋轉，這時可以測量沿小臂方向的旋轉的角度變化。手持架與內圈鉸接處的第一角度傳感器可以測量手掌俯仰角度的變化。本裝置技術手段簡便易行，機械式捕捉相對于光學捕捉和電磁捕捉，具有成本低廉，且精度聞，定標簡單等優點。【附圖說明】圖1為本技術機械式手腕運動捕捉裝置結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。圖3為手臂放進機械式手腕運動捕捉裝置的初始工作示意圖。圖4為手腕繞手臂方向旋轉90°后的工作示意圖。圖5為手掌向下翻轉30°后的工作示意圖。【具體實施方式】下面結合具體實施例對本技術作進一步具體詳細描述。實施例如圖1、圖2所示。本技術機械式手腕運動捕捉裝置，包括外圈3和置于外圈3內的內圈2，內圈2與外圈3采用轉動的方式連接；所述內圈2內設置有支架1-1及與支架1-1連接的手持架1，在手持架I與支架1-1連接處安裝第一角度傳感器5 ；所述外圈3上安裝第二角度傳感器5-1，第二角度傳感器5-1上設有摩擦輪6 ；所述內圈2的一部分伸出外圈3之外并與摩擦輪6轉動接觸；所述內圈2內還設有一個前臂托架4，該前臂托架4包括一個下托架和與下托架活動連接的上托架。所述第一角度傳感器5和第二角度傳感器5-1上，各自設有與外部設備連接的信號接口。所述摩擦輪6采用橡膠輪，有利于增強摩擦力。如圖3所示，手掌穿過內圈2并套在手持架I中，前臂放在前臂托架4里，手腕腕關節對準內圈2與手持架I的鉸接位置。具體的運動捕捉過程如下:外圈3固定不動，如圖4所示，手腕繞手臂的旋轉運動通過手持架I使內圈2和外圈3之間產生相對的旋轉，內圈2通過摩擦力帶動摩擦輪6旋轉，把旋轉角度的變化傳遞給第二角度傳感器5-1 ;如圖5所示，手掌的俯仰運動使手持架I發生偏轉，由內圈2上的第一角度傳感器5可以測得翻轉角度的變化。實際操作中，上述兩種工作情況是同時發生的，可以方便對手腕的運動進行捕捉。內圈與外圈采用轉動的方式連接；配合內圈的手持架，以及第一角度傳感器和第二角度傳感器的配合運動；可以同時測量手腕沿小臂方向旋轉的角度變化和俯仰角度變化。本裝置技術手段簡便易行，機械式捕捉相對于光學捕捉和電磁捕捉，具有成本低廉，且精度聞，定標簡單等優點。如上所述便可較好的實現本技術。本技術的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本技術的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機械式手腕運動捕捉裝置，其特征在于，包括外圈和置于外圈內的內圈，內圈與外圈采用轉動的方式連接；所述內圈內設置有支架及與支架連接的手持架，在手持架與支架連接處安裝第一角度傳感器；所述外圈上安裝第二角度傳感器，第二角度傳感器上設有摩擦輪；所述內圈的一部分伸出外圈之外并與摩擦輪轉動接觸；所述內圈內還設有一個前臂托架；所述第一角度傳感器和第二角度傳感器上，各自設有與外部設備連接的信號接口。

【技術特征摘要】
1.一種機械式手腕運動捕捉裝置，其特征在于，包括外圈和置于外圈內的內圈，內圈與外圈采用轉動的方式連接； 所述內圈內設置有支架及與支架連接的手持架，在手持架與支架連接處安裝第一角度傳感器； 所述外圈上安裝第二角度傳感器，第二角度傳感器上設有摩擦輪； 所述內圈的一部分伸出外圈之外并與摩擦輪轉動接觸； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊巍，林鵬哲，林釗鋒，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：實用新型
國別省市：