[发明专利]一种可穿戴的轮式止动力反馈关节及力反馈操控装置

说明书

本发明涉及一种可穿戴的轮式止动力反馈关节及力反馈操控装置，属于智能操作技术领域，解决了现有技术中智能操作设备执行精细微关节动作时，操作者无法及时感知执行端的受力情况，以及无法及时准确的发出精确的控制指令的问题。本发明的力反馈关节的支撑座与随动杆铰接，止动轮固定在随动杆上与随动杆同步转动，轮式止动机构的止动推杆在推动器推动下卡入止动轮，可以实现止动轮及随动杆的锁止。力反馈操控装置的能够采集姿态、速度、加速度及操纵压力等动作信息，并控制动作执行装置执行，执行端接触物品时控制轮式止动机构锁止。实现了操作端的操控指令的精确性，避免了操控失误破坏被执行物品或执行接触力未达到要求值的问题。

技术领域

本发明涉及智能操控技术领域，尤其涉及一种可穿戴的轮式止动力反馈关节及力反馈操控装置。

背景技术

现有随动遥操作设备通常通过采集操作端关节角度参数，实现对遥控端关节运动的控制，但在执行一些精细微关节动作时，由于操作者无法及时感知执行端的受力情况，导致无法及时准确的发出正确的控制指令，造成执行端在进行精细动作时，容易发生破坏被执行物品或执行接触力未达到要求值的情况。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种可穿戴的轮式止动力反馈关节及力反馈操控装置，用以解决现有技术中智能操作设备执行精细微关节动作时，操作者无法及时感知执行端的受力情况，以及无法及时准确的发出精确的控制指令的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种可穿戴的轮式止动力反馈关节，包括：至少一个关节件、轮式止动机构和卡环；轮式止动机构包括止动轮和推动器；

止动轮安装在关节件转动位置处，并与关节件同步转动；

推动器用于限制止动轮的转动；

卡环安装在关节件上，用于为操作者提供穿戴空间；卡环内侧顶部和内侧底部均设置有压力传感器，压力传感器用于采集操作者施加在力反馈关节上的压力。

具体地，轮式止动机构还包括止动推杆；止动推杆与推动器连接，用于在锁止时与止动轮接触限制止动轮转动。

具体地，止动轮为齿轮，止动推杆设置有与齿轮间隙相配合的卡合部；止动轮锁止时，止动推杆的卡合部卡入齿轮两齿之间的间隙中。

或者，止动轮为表面粗糙的摩擦轮；锁止时，止动推杆与止动轮通过摩擦配合。

具体地，推动器为电机，电机与止动推杆之间通过蜗轮蜗杆连接。

或者，推动器为气缸或液压缸，气缸的移动端与止动推杆连接。

或者，推动器为电磁装置，推动器与止动推杆通过弹簧连接，止动推杆上设置有磁铁。

具体地，关节件上设置有安装槽，卡环与安装槽滑动配合并实现紧固。

具体地，相邻两个关节件的转动位置处设置角度传感器。

具体地，多个轮式止动力反馈关节通过串联或并联组合为可穿戴的力反馈装置。

一种可穿戴的轮式止动力反馈操控装置，其特征在于，包括至少一个根据权利要求1-7的可穿戴的轮式止动力反馈关节、动作捕捉系统和控制装置；

动作捕捉系统安装在力反馈关节上，用于采集因操纵动作而产生的动作信息；

控制装置用于将动作捕捉系统采集到的动作信息发送到动作执行装置执行以及用于控制轮式止动力反馈关节的止动轮的解锁或锁止。

具体地，动作执行装置包括至少一个动作执行关节；

动作执行关节包括：动作杆、旋转器和固定杆；

动作杆与固定杆通过旋转器连接；