[发明专利]三自由度平动力反馈手控器

摘要

本发明公开了一种三自由度平动力反馈手控器，该装置基于平面五杆机构进行改进，在垂直于平面两自由度运动的基础上，增加一个自由度的运动。装置主要组成部分包括基座、定位支撑、平面运动部分、竖直运动部分、驱动电机、配重和力传感器。遵循力觉交互装置的设计要求，对该三自由度平移装置进行运动学分析、工作空间设计、位置分辨率分析等。与传统的手控器相比，该装置末端安装六维力/力矩传感器，有精确的力觉反馈效果，反馈力分辨率较高；另外工作空间较大，刚度较好。本发明结构简单，精度较高，控制方法简单有效，操作方便，具有广阔的应用前景。

主权项

一种三自由度平动力反馈设备，其特征在于：由基座（1）、定位支撑（2）、平面运动部分（3）、竖直运动部分（4）、驱动电机1（5）、驱动电机2（6）、驱动电机3（7）、配重（8）、力传感器（9）组成； 竖直运动部分（4）主要包括为高精直线导轨与配重，采用滑轮加配重的方式使竖直方向保持平衡，竖直方向的位移检测与力反馈是通过驱动电机3（7）进行控制，竖直方向通过张紧装置3‑18使钢丝绳保持在张紧状态； 平面运动部分（3）可以实现2自由度的平面运动，与竖直方向的运动相互垂直，基于平面五杆机构进行改进，近端杆上安装驱动电机1（5）、驱动电机2（6），进行位移检测与力的反馈，通过大轮1（3‑5）、大轮2（3‑6）和小轮1（3‑22）、小轮2（3‑23）构成两套减速机构；平面运动部分（3）通过连接件2（3‑19）与竖直运动部分（4）中的钢丝绳连接，张紧装置（3‑18）用于张紧钢丝绳。