角度采集装置、手套的外骨骼装置和手套的制作方法

本公开的实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及角度采集装置、手套的外骨骼装置和手套。

背景技术：

实践中，存在很多需要采集角度的场景，例如，采用外骨骼手套治疗手指运动功能障碍时，需要采集外骨骼手套执行抓、握等动作时手指屈伸的角度。

相关技术中，一般采用整体式编码器对屈伸动作的角度进行采集。

技术实现要素：

本公开的实施例提出了角度采集装置、手套的外骨骼装置和手套。

第一方面，本公开的实施例提供了一种角度采集装置，该角度采集装置包括：电路板、旋转架、磁铁和支座，其中，旋转架与支座铰接；磁铁固定在旋转架上；电路板与支座固定连接，电路板包括芯片，芯片与磁铁相对设置，用于响应于旋转架旋转引起磁铁的磁场变化，获取由于磁场变化而产生的电信号。

在一些实施例中，角度采集装置还包括：轴承；以及支座包括空腔，轴承固定在空腔内，轴承用于连接旋转架和支座。

在一些实施例中，旋转架与轴承过盈配合。

在一些实施例中，角度采集装置还包括：垫高柱和螺丝，其中，垫高柱设置于支座和电路板之间；螺丝穿过电路板和垫高柱，用于固定电路板和支座。

在一些实施例中，旋转架包括用于安装磁铁的安装孔，磁铁与安装孔过盈配合。

在一些实施例中，磁铁和芯片相对的两个表面之间存在间距，间距大于或等于0.5毫米且小于或等于1毫米。

在一些实施例中，旋转架上设置有纵向销轴孔；以及角度采集装置还包括：移动杆和纵向销轴，其中，纵向销轴穿过纵向销轴孔，连接移动杆和旋转架，纵向销轴用于响应于移动杆的移动，带动旋转架旋转。

在一些实施例中，角度采集装置还包括：信号接收板，信号接收板与电路板电连接，用于接收电路板的芯片获取到的电信号，以及将电信号转化为角度。

第二方面，本公开的实施例提供了一种手套的外骨骼装置，该手套的外骨骼装置包括如上述第一方面中任一实施例的角度采集装置。

第三方面，本公开的实施例提供了一种手套，该手套包括如上述第二方面中的手套的外骨骼装置。

本公开的实施例提供的角度采集装置、手套的外骨骼装置和手套，包括：电路板、旋转架、磁铁和支座，其中，旋转架与支座铰接，从而旋转架可以相对支座旋转；磁铁固定在旋转架上，进而磁铁可以随着旋转架的旋转而旋转；电路板与支座固定连接，电路板包括芯片，芯片与磁铁相对设置，用于响应于旋转架旋转引起磁铁的磁场变化，获取由于磁场变化而产生的电信号，其中，所获取的电信号可以用于表征旋转架旋转的角度，从而本公开的角度采集装置可以通过磁铁和电路板采集旋转架旋转的角度信息，相较于现有技术中通过编码器采集角度的方案，本公开的角度采集装置结构简单，磁铁、电路板等结构的体积小，进而有助于减小角度采集装置整体的空间消耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a示出了根据本公开的角度采集装置的一个实施例的结构示意图；

图1b是根据本公开的角度采集装置的一个实施例的局部结构的剖视图；

图1c是根据本公开的角度采集装置中的电路板的一个实施例的结构示意图；

图2是根据本公开的角度采集装置的另一个实施例的局部结构的结构示意图；

图3示出了根据本公开的手套的外骨骼装置的一个实施例的结构示意图；

图4示出了根据本公开的手套的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1a示出了根据本公开的角度采集装置的一个实施例的结构示意图。如图1a所示，角度采集装置100可以包括电路板101、旋转架102、磁铁103和支座104。

在本实施例中，支座104可以分别与电路板101和旋转架102连接，用于为电路板101和旋转架102提供支撑。

在本实施例中，旋转架102可以与支座104铰接，进而旋转架102可以围绕支座104旋转。

具体的，旋转架102可以包括用于与支座104铰接的铰接部1021和用于承受旋转动力的受力部1022。实践中，在旋转部1022的位置施加动力，旋转架102即可以围绕支座104旋转。

在本实施例中，旋转架102可以采用各种方式与支座104铰接。例如，可以通过铰链对旋转架102和支座104进行铰接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，角度采集装置100还可以包括：轴承105，如图1b所示；以及支座104可以包括空腔，轴承105可以固定在空腔内，同时，轴承105可以旋转架102固定连接，进而，通过轴承105，可以实现旋转架102和支座104的铰接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，旋转架102可以与轴承105过盈105过盈配合。从而可以使得轴承102与旋转架102紧密连接，提高角度采集装置100的稳定性。

此外，可选的，支座104也可以于轴承105过盈配合，以实现支座104和轴承105的紧密连接。

在本实施例中，磁铁103可以固定在旋转架102上。具体的，磁铁103可以固定在旋转架102的任意位置处，只需保证磁铁103能够与本实施例中的电路板101相对即可。例如，如图1所示，可以将磁铁103固定在与电路板101相对设置的、旋转架102包括的圆孔内。

在本实施例中，可以采用各种方式将磁铁103固定在旋转架102上，例如，可以使用胶水等将磁铁103固定在旋转架102上。

在本实施例的一些可选的实现方式中，旋转架102可以包括用于安装磁铁103的安装孔，如图1所示，磁铁103可以设置于旋转架102的安装孔中，并与安装孔过盈配合。

在本实施例中，电路板101可以与支座104固定连接，进而，旋转架102相对于支座104旋转时，旋转架102也可以相对于电路板101旋转。在这里，电路板101可以包括芯片1011。

具体的，为了更清晰地表征本实施例中的电路板101的结构，请参考图1c，图1c是根据本公开的角度采集装置中的电路板的一个实施例的结构示意图，如图1c所示，电路板101可以包括芯片1011。除此之外，电路板101还可以包括用于与支座104固定的螺纹孔1012。

返回图1a，如图1a所示，本实施例中的电路板101包括的芯片1011可以与磁铁103相对设置，进而，芯片1011可以感应磁铁103的磁场变化，并产生电信号。而本实施例中由于磁铁103可以随着旋转架102旋转，而磁铁103的旋转可以使得磁铁103的磁场发生变化，因此，芯片1011可以用于响应于旋转架102旋转引起磁铁103的磁场变化，获取由于磁场变化而产生的电信号。

可以理解，上述电信号是磁铁103旋转产生的，进而上述电信号可以与磁铁103的旋转角度相对应，即与旋转架102的旋转角度相对应。因此，芯片1011获取到的电信号可以用于表征旋转架102的旋转角度，采集到上述电信号即相当于采集到旋转架102的旋转角度的角度信息。

需要说明的是，为了防止旋转架102旋转时磁铁103与芯片1011接触而产生磨损，在本实施例中，磁铁103和芯片1011相对的表面之间可以存在间距。这里，间距的具体设置可以由技术人员预先设置。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述间距大于或等于0.5毫米且小于或等于1毫米。这个间距范围可以是技术人员通过实验获得的间距范围。实践中，采用该间距范围内的间距设置芯片1011和磁铁103，可以在实现芯片1011对电信号的获取的同时，减小角度采集装置100整体的空间消耗。

需要说明的是，在本实施例中，电路板101与旋转架102的相对位置可以是任意的，例如，如图1所示，电路板101可以位于旋转架102的上方，除此之外，电路板101也可以位于旋转架102的下方，本公开对此并不做限制，只需保证旋转架102上的磁铁103与电路板101包括的芯片1011相对设置即可。

具体的，电路板101可以采用各种方式与支座104固定连接。例如可以在支座104上设置支撑板，进而可以将电路板101固定在支撑板上，以实现电路板101与支座104的固定连接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，角度采集装置100还可以包括：垫高柱106和螺丝107，如图1所示。其中，垫高柱106可以设置于支座104和电路板101之间。螺丝107可以穿过电路板101和垫高柱106，用于固定电路板101和支座104。

需要说明的是，在本实现方式中，垫高柱106的数量和螺丝107的数量可以是任意的，本实现方式对此不做限定。

在本实施例的一些可选的实现方式中，角度采集装置100还可以包括：信号接收板(图中未示出)，信号接收板可以与电路板101电连接(例如通过电线连接)。信号接收板可以用于接收电路板101的芯片1011获取到的电信号，以及对电信号进行分析处理，以将电信号转化为角度。

实践中，角度与电信号的对应关系可以是：1度等于两个脉冲信号，进而，基于该对应关系，上述信号接收板可以将接收到的电信号转化为角度。

本申请的上述实施例所公开的角度采集装置100，包括：电路板、旋转架、磁铁和支座，其中，旋转架与支座铰接，从而旋转架可以相对支座旋转；磁铁固定在旋转架上，进而磁铁可以随着旋转架的旋转而旋转；电路板与支座固定连接，电路板包括芯片，芯片与磁铁相对设置，用于响应于旋转架旋转引起磁铁的磁场变化，获取由于磁场变化而产生的电信号，其中，所获取的电信号可以用于表征旋转架旋转的角度，从而本公开的角度采集装置可以通过磁铁和电路板采集旋转架旋转的角度信息，相较于现有技术中通过编码器采集角度的方案，本公开的角度采集装置结构简单，磁铁、电路板等结构的体积小，进而有助于减小角度采集装置整体的空间消耗。

接下来，请继续参考图2，其示出了根据本公开的角度采集装置的另一个实施例的局部结构的结构示意图200。在本实施例中，角度采集装置200可以包括电路板、旋转架、磁铁、支座、移动杆和纵向销轴。需要说明的是，图2对应的实施例中的电路板和磁铁的实现方式可以参考图1对应的实施例。为了清楚、具体地显示相较于图1对应的实施例增加的结构，图2中仅示出了旋转架201、支座202、移动杆203和纵向销轴204，而省略了电路板和磁铁。

在本实施例中，旋转架201上可以设有纵向销轴孔2011，如图2所示，该纵向销轴孔2011可以随着旋转架201在旋转平面上旋转。纵向销轴204可以穿过旋转架201中的纵向销轴孔2011，连接移动杆203和旋转架201，如图2所示。因此，若移动杆203沿图2中示出的箭头的方向移动，可以联动纵向销轴204在纵向销轴孔2011内移动，从而可以带动旋转架201在旋转平面内旋转。需要说明的是，上述纵向销轴204的轴延伸方向可以垂直于旋转平面。

需要说明的是，销轴可以为标准化的紧固件，主要用于两零件的铰接处，构成铰接链接。销轴可以起到与被连接件做相对运动的作用。可以理解，在本实施例中，纵向销轴204即与旋转架201相对运动。

在本实施例中，旋转架201与支座202的连接方式可以参照图1对应的实施例，此处不再赘述。

本申请的上述实施例提供的角度采集装置200，与图1对应的角度采集装置100相比，本实施例中的角度采集装置200增加了移动杆和纵向销轴这两个结构，通过增加这两个结构，可以使得本实施例的角度采集装置能够应用于移动信息的采集。具体的，可以理解，本实施例中的移动杆的移动与旋转架的旋转是相对应的，进而移动杆的移动距离与旋转架的旋转角度也是对应的，因此，旋转角度可以用于表征移动杆的移动距离，采集旋转架的旋转角度即相当于采集移动杆的移动距离，进而，对于不方便采集移动杆的移动距离的场景，通本实施例的角度采集装置，可以采集到移动杆的移动信息。

本申请还公开了一种手套的外骨骼装置，如图3所示。其中，手套的外骨骼装置可以包括如上的角度采集装置。具体的，手套的外骨骼装置300中的角度采集装置为可以为图3中的虚线圈圈出的结构。

需要说明的是，上述手套的外骨骼装置除了包括角度采集装置之外，还可以包括一些其他的公知的结构，如框架板、外骨骼等。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步描述。

本申请还公开了一种手套，如图4所示。其中，手套400可以包括如上的手套的外骨骼装置。本领域技术人员应当理解，上述手套除了包括外骨骼装置之外，还可以包括一些其他的公知的结构，如传感器、与手腕对应的穿戴部分。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步描述。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。