[发明专利]一种可更换手柄的力反馈装置

说明书

本发明涉及医疗模拟训练设备，具体涉及一种可更换手柄的力反馈装置，包括前摆臂机构、平行摆臂机构、主梁轴、第一力反馈模块、第二力反馈模块、第三力反馈模块和安装底座，所述前摆臂机构的后端转动连接有所述平行摆臂机构，所述平行摆臂机构包括上摆臂和下摆臂，所述主梁轴的左侧转动套装有偏转摇杆组，所述主梁轴的右侧转动套装有传动套组件，所述上摆臂的前端转动连接在所述前摆臂机构的本体后端，所述上摆臂的后端转动连接在所述偏转摇杆组的上端。本发明通过设有的前摆臂机构所具备的多个自由度检测，可实现对于末端可更换手柄的多个自由度的检测，结构紧凑，集成度高。

技术领域

本发明涉及医疗模拟训练设备，具体涉及一种可更换手柄的力反馈装置。

背景技术

虚拟现实技术目前在许多领域得到了广泛的应用，在外科实习医生的培训过程中，实习医生通过操作虚拟手术设备在计算机仿真系统内进行近似真实的手术训练过程，相比于传统在人体标本上进行训练，虚拟现实技术的采用为医疗手术培训提供了一种崭新的且更加有效的训练模式。通过虚拟现实技术进行医疗手术培训可减低手术培训费用，缩短培训时间，并且真实沉浸感强，通过熟练操作，培训者可得到近似真实的手术操作经验，手术培训的可移植性强。在进行虚拟手术培训时，医生需要真实的触觉和视觉体验，视觉体验可通过计算机虚拟图像系统进行模拟仿真，触觉体验则需要力反馈设备进行提供，并且通过力反馈设备与计算机虚拟图像系统进行信息交互，形成整体的力反馈模型。对于一些需要经常调整变化末端操作器材的力反馈设备，现有设备缺乏统一的安装架设平台，并且自由度检测力反馈的通用性不高，设备的复杂度也不允许对设备进行可更换式调整和改变。现在急需一种通用型的可更换手柄的力反馈装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可更换手柄的力反馈装置。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了一种可更换手柄的力反馈装置，包括前摆臂机构、平行摆臂机构、主梁轴、第一力反馈模块、第二力反馈模块、第三力反馈模块和安装底座，所述前摆臂机构的后端转动连接有所述平行摆臂机构，所述平行摆臂机构包括上摆臂和下摆臂，所述主梁轴的左侧转动套装有偏转摇杆组，所述主梁轴的右侧转动套装有传动套组件，所述上摆臂的前端转动连接在所述前摆臂机构的本体后端，所述上摆臂的后端转动连接在所述偏转摇杆组的上端，所述下摆臂的前端转动连接在所述前摆臂机构的本体中部，所述下摆臂的后端固定连接在所述传动套组件的外侧，所述前摆臂机构的本体、上摆臂、下摆臂和偏转摇杆组通过转动连接形成平行四边形连杆运动机构，所述平行摆臂机构通过所述偏转摇杆组与所述第一力反馈模块连接，所述平行摆臂机构通过所述传动套组件与所述第二力反馈模块连接，所述主梁轴、第一力反馈模块和第二力反馈模块整体均固定安装在所述第三力反馈模块的上部，所述第三力反馈模块转动安装在所述安装底座的上部。

进一步，所述前摆臂机构包括可更换手柄、连接转轴机构、第一扭转机构和第二扭转机构，所述可更换手柄的外端连接有运动输入装置，所述可更换手柄设在所述前摆臂机构的前端，所述连接转轴机构的前后两端分别连接有第一扭转机构和第二扭转机构，所述可更换手柄通过所述第一扭转机构与所述连接转轴机构连接。

进一步，所述连接转轴机构为肘关节式运动机构，所述连接转轴机构的内部设有运动角度检测装置。

进一步，所述第一力反馈模块包括连接摆轴、第一传动转盘和第一力反馈电机，所述偏转摇杆组包括两个平行的摇杆，所述摇杆的下端均转动套装在所述主梁轴上，所述摇杆的上端均通过所述连接摆轴转动连接，所述连接摆轴与所述主梁轴平行相对，所述第一传动转盘转动安装在所述主梁轴的左端，所述偏转摇杆组的外侧与所述第一传动转盘驱动连接，所述第一传动转盘连接有第一力反馈电机。

进一步，所述第二力反馈模块包括第二传动转盘和第二力反馈电机，所述下摆臂的后端通过所述传动套组件与所述第二传动转盘驱动连接，所述第二传动转盘连接有第二力反馈电机。