本實用新型涉及外骨骼裝備領域，具體而言，涉及一種手部外骨骼裝備。

背景技術：

目前的外骨骼裝備主要是全身性外骨骼，包括背部、手部與腳部，全身外骨骼的助力能力高，但會存在整套外骨骼重量大，攜帶不方便的問題。另外，現有的手部外骨骼裝備裝置不具有感應穿戴者意圖的能力，操作不方便。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種手部外骨骼裝備，以解決現有技術中的手外骨骼操作不方便的問題。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種手部外骨骼裝備，包括：手部外骨骼本體；感應裝置，感應裝置安裝在手部外骨骼本體上用于感應穿戴者的運動意圖；驅動裝置，驅動裝置安裝在手部外骨骼本體上并與感應裝置電連接，驅動裝置接收感應裝置發射的信號并驅動手部外骨骼本體工作。

進一步地，手部外骨骼裝備還包括：能源裝置，能源裝置安裝在手部外骨骼本體上且用于為手部外骨骼裝備提供能源。

進一步地，手部外骨骼裝備還包括：關節自由度調節裝置，關節自由度調節裝置設置在手部外骨骼本體的關節處，用于調節手部外骨骼本體之間的轉動。

進一步地，感應裝置包括壓力傳感器、動力傳感器和皮膚傳感器。

進一步地，驅動裝置包括：電機，電機用于給手部外骨骼裝備提供動力；減速器，減速器與電機連接。

進一步地，感應裝置還包括用于感知環境的環境傳感器。

進一步地，手部外骨骼裝備還包括數據反饋裝置，數據反饋裝置用于將感應裝置感知的數據傳遞給外部監控系統，外部監控系統用于監控手部外骨骼裝備的工作環境和工作狀況。

進一步地，手部外骨骼裝備還包括：GPS定位裝置，GPS定位裝置安裝在手部外骨骼本體上以用于定位手部外骨骼裝備的位置。

進一步地，手部外骨骼本體采用輕質合金制作。

進一步地，手部外骨骼裝備的重量在30kg至40kg的范圍內。

應用本實用新型的技術方案，本實用新型的手部外骨骼裝備，通過感應裝置感應穿戴者手部的運動意圖，驅動裝置接收感應裝置發射的信號并驅動手部外骨骼本體工作，因而使穿戴者在使用時操作更加方便，具有更高的操作舒適度。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1示意性示出了本實用新型的手部外骨骼裝備的簡化圖；以及

圖2示意性示出了本實用新型的手部外骨骼裝備的結構框圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、手部外骨骼本體；20、關節自由度調節裝置；30、感應裝置；40、驅動裝置；50、能源裝置；60、數據反饋裝置；70、GPS定位裝置。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

正如背景技術中所說的，目前的外骨骼裝備包括背部、手部與腳部的外骨骼，是連接在一起的整體，但是在很多種情況下，并不需要全身外骨骼的助力功能，只需要外骨骼的一部分進行助力功能即可，例如手部，使用時，工作人員需要整體穿戴外骨骼裝備才能夠實現手部助力，而整體外骨骼的重量很大，不方便運輸攜帶。而在已有的一些手部外骨骼裝備中，雖然可以實現只對手部進行穿戴，但是這些手部外骨骼裝備不具有感應穿戴者動作意圖的能力，操作時往往需要通過外部計算機來控制手部外骨骼裝備的操作，操作上很不方便，影響穿戴者的操作體驗。

參見圖1和圖2所示，本實用新型提供了一種手部外骨骼裝備，該手部外骨骼裝備包括手部外骨骼本體10、感應裝置30和驅動裝置40，其中，感應裝置30安裝在手部外骨骼本體10上用來感應穿戴者的運動意圖，通過感應裝置30感應穿戴者的運動意圖來操作手部外骨骼裝備，進而提高了穿戴者的使用舒適度。具體來說，驅動裝置40安裝在手部外骨骼本體10上并與感應裝置30電連接，驅動裝置40接收感應裝置30發射的信號并驅動手部外骨骼本體10工作。

圖2示出了本實用新型的手部外骨骼裝備的結構框圖，具體來說，本實用新型中的感應裝置30是本實用新型的重要組成部分，它具有多種感知人體運動意圖的功能，本實用新型中的感應裝置30包括有壓力傳感器、動力傳感器和皮膚傳感器，其他有助于幫助感知人體運動意圖的傳感器如心跳傳感器、肌肉傳感器、神經傳感器均屬于本實用新型的保護范圍之內。

本實用新型的驅動裝置40包括有控制組件，控制組件接收感應裝置30中各傳感器的感應數據并進行分析處理，依據這些數據控制驅動裝置40驅動相應手部外骨骼本體10進行運動?？刂平M件包含有中央處理器、ROM及RAM儲存組件、各種通信接口(IO口、USB、I2C、UART、SPI)等能夠完成控制功能或輔助完成控制功能的常規配件。

使用本實用新型的手部外骨骼裝備時，穿戴者通過手部對壓力傳感器施壓，壓力傳感器感知到穿戴者的手部壓力，并根據不同的壓力大小形成相應的壓力數據，并將這些數據傳遞給驅動裝置40中的控制組件，控制組件對這些壓力數據進行分析處理后，控制本實用新型的手部外骨骼本體10運動。

具體來說，控制組件會根據壓力傳感器感受到的壓力大小而同步調整驅動裝置40驅動手部外骨骼本體10的運動力度，壓力傳感器感受到的壓力越大，則驅動裝置40驅動手部外骨骼本體10運動的力度越大，壓力傳感器感受到的壓力越小，則驅動裝置40驅動手部外骨骼本體10運動的力度越小。

本實用新型中的動力傳感器即動態力傳感器，通過動態力傳感器測量穿戴者的手臂動態，如手臂的速度、加速度等，動態傳感器將感知的手臂動態數據傳遞給驅動裝置40中的控制組件，控制組件對手臂動態數據進行分析處理，輔助其他傳感器判斷出穿戴者的運動意圖，驅動手部外骨骼本體10完成相應的動作。

為了使本實用新型的外骨骼裝備在工作時能夠更加準確的感應到穿戴者的運動意圖，本實用新型中的感應裝置30中還包括有皮膚傳感器，通過皮膚傳感器感應到人體手部各個位置的觸碰信息，并將這些觸碰信息傳遞給驅動裝置40中的控制組件，通過控制組件分析穿戴者的工作意圖并進行相應判斷，驅動手部外骨骼本體10完成相應的動作。

本實用新型的手部外骨骼裝備工作時所需的能量都通過本實用新型的手部外骨骼裝備中的能源裝置50供給，具體來說，能源裝置50安裝在手部外骨骼本體10上且用于為外骨骼裝備的各組成部件提供能源。

本實用新型中的能源裝置50為高電量鋰電池組成，當然，只要可以滿足本實用新型的外骨骼裝備所需的能量，其他類型電池也可。能源裝置50還包括電源監控模塊，一旦電源不足，會提示穿戴者電量不足，及時充電。

為了使本實用新型中的手部外骨骼本體10的運動更加靈活，本實用新型還包括關節自由度調節裝置20，關節自由度調節裝置20設置在手部外骨骼本體10的關節處，用于調節手部外骨骼本體10的各部件之間的轉動。

本實用新型的手部外骨骼裝備具體來說，具有至少三個自動單元的手外骨骼。一者用于與拇指附接，并且具有用于與遠節指骨和近節指骨附接的兩個元件。其他兩者每一個具有三個元件，用于與食指和中指的遠節指骨、中節指骨和近節指骨附接。每個自動單元的元件通過關節自由度調節裝置20互相連接，產生元件的相對角度運動，該運動的旋轉軸基本與使用者的指間關節運動的旋轉軸吻合。驅動機構與各外骨骼關機相關聯，以能夠驅動兩個元件。 當然，在無名指與小拇指附接有相應的自動單元也屬于本實用新型的保護范圍，另外，本實用新型的每個自動單元都設置有限位結構，當本實用新型的手部外骨骼的運動超過穿戴者手部的運動極限時，限位結構會切斷電源，以保護穿戴者的手部安全。

本實用新型中的驅動裝置40包括電機和減速器，電機用于給本實用新型的手部外骨骼裝備提供動力，減速器與電機連接以供給相應速度給手部外骨骼本體10進行運動。本實用新型中的驅動裝置40設置在手部外骨骼本體10上的不同位置，以驅動各位置手部外骨骼本體10的運動，本實用新型中的驅動裝置40包含舵機、步進電機、伺服電機、直流電機等驅動件，當然其他滿足運動驅動裝置40的驅動要求的驅動件也可。

由于穿戴者通過本實用新型的手部外骨骼本體10來實現助力，所以很難通過穿戴者的手部來了解外部環境，在一些高溫或腐蝕度高的環境中通過手部感知也存在一定的危險，因此，本實用新型的感應裝置30還包括用于感知環境的環境傳感器。具體來說，本實用新型中的環境傳感器包含有溫度傳感器和濕度傳感器，在拾取物體時，穿戴者不能通過直接觸覺正確感知外部的溫度和濕度，本實用新型中的環境傳感器包括濕溫度傳感器，在工作時，濕溫度傳感器隨時感知外部的溫度和濕度，并通過數據反饋裝置60反饋給外部監控系統，對工作環境進行實時監控，使穿戴者能夠及時了解觸碰物體的溫度和濕度，可以有效避免危險。本實用新型中的數據反饋裝置60安裝在本實用新型的手部外骨骼本體10上，用于將感應裝置30感知的數據傳遞給外部監控系統，外部監控系統用于監控手部外骨骼裝備的工作環境和工作狀況。本實用新型中的數據反饋裝置60包含有WIFI模塊、2.4G通信模塊、RFID、ZIGBEE、藍牙、紅外通信模塊等，只要有助于傳遞傳感器感知的數據的均可。

在一些較復雜的環境中，外部指揮人員需要知道本實用新型的手部外骨骼裝備穿戴者的具體位置，以便進行及時施救或指揮，本實用新型的手部外骨骼裝備還包括GPS定位裝置70，該GPS定位裝置70安裝在手部外骨骼本體10上以用于定位手部外骨骼裝備的位置。工作時，GPS實時定位穿戴者的位置，并報告給外部指揮人員。

為了減輕本實用新型的手部外骨骼裝備的整體重量，本實用新型中的手部外骨骼本體10采用輕質合金制作，當然，其他不影響手部外骨骼本體10強度性能且質量輕的材料均可。

本實用新型的手部外骨骼裝備的重量在30Kg至40Kg的范圍內。本實用新型的手部外骨骼裝備具有重量輕的優點，本實用新型的手部外骨骼裝備不僅僅局限于手部的外骨骼應用，也可以擴展到其他外骨骼上，如腿部、腰部等。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。