[发明专利]一种力反馈遥操作主手

说明书

一种力反馈遥操作主手，包括依次连接的第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件和旋钮部件，各个连杆部件之间均通过旋转关节连接，在每个旋转关节上均安装有电位计或编码器，其中第一连杆部件、第二连杆部件和第三连杆部件之间连接处的旋转关节上安装有电机和减速机，电机与减速机的输入端连接或者两者通过同步带传动连接，减速机输出端与对应的电位计或编码器连接。该操作主手可固定使用，也可由操作者随身携带进行移动式操作，能充分利用人手的灵活性来控制各关节的运动，操作准确；末端三个关节紧凑的布局在一起，结构小巧，能充分利用手指的操作空间和灵活性。

技术领域

本发明涉及一种用于机械臂的主从遥操作主手，属于工业机器人遥操作技术领域。

背景技术

主从遥操作是人员参与控制工业机器人最常用的操纵方法。主从机器人遥操作系统可在非确定环境下进行复杂的操纵作业。临场感技术为人-机器人-环境间创建了一种和谐的多维信息交互环境，力反馈遥操作主手使操作者对所操纵作业的过程具有真实的力觉感受。

目前具有力觉反馈的遥操作主手均存在结构尺寸和质量较大，只能固定使用的问题，在作业时操作者的视角固定，甚至存在盲点，须依靠多视角的图像显示系统进行操作。

中国专利文献103817682A公开了“一种关节式力反馈遥操作主手”，该主手握持关节位于最末端，之前的三个关节轴线互相平行，若想控制某个关节运动，容易带动其它关节一起联动，另外操作者灵活的手指只用于操作按钮和开关，而未能用于操控关节转动。

发明内容

本发明针对现有遥操作技术存在的不足，针对具有力反馈的多关节串联机械臂，提供一种具有位置伺服功能和力觉临场感的力反馈遥操作主手。

本发明的力反馈遥操作主手，采用以下技术方案：

该遥操作主手，包括依次连接的第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件和旋钮部件，各个连杆部件之间均通过旋转关节连接，在每个旋转关节上均安装有电位计或编码器，其中第一连杆部件、第二连杆部件和第三连杆部件之间连接处的旋转关节上安装有电机和减速机，第一连杆部件中电机与减速机的输入端连接，第二连杆部件和第三连杆部件中的电机与减速机通过同步带传动连接，减速机输出端与对应的电位计或编码器连接(用于测量输出端的角位移)。

所述第一连杆部件，包括底座和第一壳体，第一壳体连接在底座上，第一壳体内设置有第一电机、第一减速机、第一电位计和第一支架，第一电机与第一减速机连接，第一壳体内固定有第一支架，第一减速机固定在第一支架上，第一电位计安装在第一支架上并通过传动机构与第一减速机连接。

所述第二连杆部件，包括第二壳体，第二壳体内设置有第二电机、第二减速机和第二电位计；第二壳体连接在第一减速机的输出端，第二电机与第二减速机通过同步带传动连接，第二减速机和第二电位计均安装在第二壳体内，第二电位计通过传动机构与第二减速机连接。所述第二减速机的输出轴线与所述第一减速机的输出轴线是垂直的。

所述第三连杆部件，包括第一连接板和第三壳体，第三壳体内设置有第三电机、第三减速机和第三电位计，第一连接板连接在第二连杆部件中的第二减速机输出端，第三壳体连接在第一连接板上，第三电机通过同步带传动与第三减速机连接，第三减速机和第三电位计均安装在壳体内，第三电位计通过传动机构与第三减速机连接。

上述传动机构为齿轮传动机构，主动齿轮安装在减速机的输出端，从动齿轮安装在电位计或编码器上并与主动齿轮啮合。

所述第四连杆部件，包括第二连接板、第四电位计和第四壳体，第二连接板连接在第三连杆部件中的第三减速机输出端，第二连接板上连接有轴承座，壳体通过轴承安装在轴承座上，第四电位计的输出轴与壳体连接在一起。所述轴承座上设置有限位螺钉，用来给壳体的转动角度限位。所述第四壳体的转动轴线与所述第三减速机输出端的转动轴线垂直，这样能较好的避免联动。