[发明专利]一种基于力/触觉引导的遥操纵手控器

摘要

本发明涉及一种基于力/触觉引导的遥操纵手控器，由上平台机构和下平台机构组成,上平台机构主要由X轴方向旋转运动机构、Y轴方向旋转运动机构及Z轴方向旋转运动机构组成，其中实现X、Y方向旋转的机构并联组成具有2转动自由度并联机构并与Z轴旋转自由度机构串联在一起形成具有3转动自由度的混联式机构，其在可操作性、准确性、灵活性、安全性等方面克服现有遥操纵手控器的缺陷，提高了机器人的操控效率。本发明是一种具有力/触觉引导功能的遥操纵手控器的装置。

主权项

基于力/触觉引导的遥操纵手控器，由上平台机构和下平台机构组成,上平台机构主要由X轴方向旋转运动机构、Y轴方向旋转运动机构及Z轴方向旋转运动机构组成，其中实现X、Y方向旋转的机构并联组成具有2转动自由度并联机构并与Z轴旋转自由度机构串联在一起形成具有3转动自由度的混联式机构，其特征在于：上平台机构由手柄、Z方向旋转轴、六维力传感器、X方向旋转轴、X方向齿轮组、Y方向旋转轴、惰轮轴、X轴电机侧支撑架、端盖、光电开关片、光电开关、X轴电机支座、支撑架、上平台基板、X轴电机、Z方向齿轮组、Z轴传动杆、Y轴电机、Y轴电机支座、Y轴电机侧支撑架、Y方向齿轮组、角接触球轴承、Z轴支架、铰链轴、Z轴电机、螺栓、卡簧、铜套组成；X轴方向旋转运动机构包括X方向旋转轴、X方向齿轮组、惰轮轴、X轴电机侧支撑架、端盖、光电开关片、光电开关、X轴电机支座、支撑架、X轴电机及螺栓、卡簧;Y轴方向旋转运动机构包括Y方向旋转轴、端盖、光电开关片、光电开关、Y轴电机、Y轴电机支座、Y轴电机侧支撑架、Y方向齿轮组、角接触球轴承及螺栓、卡簧部件;Ｘ、Ｙ旋转机构均固定在上平台基板上并相互垂直布置，电机运行时，X、Y方向上互不干涉相互独立运动；X轴方向旋转运动机构的具体布置位置为： X轴电机侧支撑架、X轴电机支座和支撑架分别通过螺栓固定在上平台基板上，X轴电机由X轴电机支座固定；X方向旋转轴两端通过角接触球轴承分别与X轴电机侧支撑架、支撑架采用过盈配合的方式装配,X轴电机通过X方向齿轮组带动X方向旋转轴，并且通过安装在X方向旋转轴上的铰链轴把X方向上的旋转运动传递给Z轴支架，Z轴支架与铰链轴之间采用间隙配合安装铜套，铜套与Z轴支架过盈配合，并在Ｚ轴支架两端用卡簧固定，对Z轴支架限位；Y轴方向旋转运动机构各部件的具体布置位置为： Y轴电机侧支撑架、Y轴电机支座和支撑架分别通过螺栓固定在上平台基板上，Y轴电机由Y轴电机支座固定；Y方向旋转轴两端通过角接触球轴承分别与Y轴电机侧支撑架、支撑架采用过盈配合的方式装配；同时Y方向旋转轴通过一个圆弧形凹槽与安装在Z轴支架上的传动杆连接，Y轴电机通过Y方向齿轮组带动Y方向旋转轴，并通过Y轴上的圆弧形凹槽带动传动杆将Y方向的转动传递给Z轴支架，同时X、Y旋转机构垂直布置，X旋转机构通过传动杆将沿凹槽圆周方向往返运动，Ｘ、Ｙ方向上运动独立互不干涉；Z轴方向旋转运动机构包括手柄、Z方向旋转轴、六维力传感器、Z方向齿轮组、Z轴传动杆、Z轴支架、Z轴电机、螺栓， Z轴支架加工为上下两部分， Z轴电机、Z方向齿轮组、Z轴传动杆固定连接在Z轴支架上，通过螺栓将Z轴支架上下两部分固定连接；手柄、六维力传感器均用螺栓固定在Z方向轴上,Z轴电机通过Z方向齿轮组带动Z方向旋转轴；下平台机构由电机、曲柄、基座、基底板、端盖、连杆、运动底板、固定座、支架组成，且下平台呈现三角对称，基底板和运动底板均呈三角形，电机通过基座分别固定连接在基底板的边沿，电机的输出端均有曲柄，曲柄分别通过平行四边形的连杆、支架、固定座与位于基底板上方的运动底板三个角连接，通过螺钉将下平台机构的运动底板与上平台基板固定，从而实现下平台机构与上平台机构的连接。