[發明專利]數據手套雙向力反饋檢測驅動裝置

無效

• 申請號: 201210569895.1
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103895019A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 蘇茂
• 申請（專利權）人: 蘇茂
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種檢測人手關節運動并將控制對象反饋的力作用于人手關節的裝置。

背景技術

由于科學技術的發展，機器人逐漸在越來越大的范圍內被使用，遙操作機器人作為一種性能可靠、技術成熟的機器人被廣泛用于各種危險的、情況復雜的、人類無法到達的環境中工作，它采用的是非常可靠的控制方式，直接由操作者發出指令來控制。隨著遙操作機器人執行的任務越來越復雜，使得人們在追求可靠性的同時，還對其靈活性提出了更高的要求，而要對復雜的機械手實施遙操作，控制機械手多個關節一起協調運動，以實現特定功能，這就需要用到數據手套，而具有力反饋功能的數據手套是對機器人的機械手實施遙操作的最有效裝置，它通過測量操作者手上各個關節的位置信息作為控制指令控制機械手跟蹤人手運動，并能將機械手各個關節在運動過程中的受力情況在數據手套上模擬出來，作用在操作者的手上，使操作者產生很強的臨場感。此外，近年來虛擬仿真技術不斷發展，其主要的交互設備就是具有力反饋功能的數據手套，例如在一個由計算機虛擬的場景里，控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機器等，還有游戲、3D動畫制作等都需要用到具有力反饋功能的數據手套，但目前市場上具有力反饋功能的數據手套系統復雜，價格極為昂貴，使其無法大量普及、推廣和使用。

發明內容

本發明的目的是針對現有的力反饋檢測驅動裝置系統復雜、結構臃腫、價格昂貴、維護困難等缺點，對力反饋檢測驅動裝置做了全新的設計，將關節檢測機構和力反饋驅動機構集成于一體，簡化了系統結構，并加入了離合器，當系統有力反饋信號時，電機轉動，離合器連接電機與減速齒輪組，電機通過減速齒輪組驅動指定的關節，對該關節的運動施加力的作用，當系統沒有力反饋信號時，電機停止轉動，離合器斷開電機與減速齒輪組的連接，減少和降低了關節運動的阻力，使關節的運動更加順暢。本發明是用于數據手套、數據手臂等需要檢測關節運動及提供雙向力反饋輸出的設備，由外殼、電機、離合器、角度傳感器、齒輪、傳動軸組成，電機與離合器連接，離合器通過減速齒輪組的配合驅動傳動軸，傳動軸通過另一組齒輪驅動角度傳感器，外殼對傳動部件提供支撐和保護作用。本發明使操作者的運動關節能保持最大程度的靈活，檢測關節的運動角度由角度傳感器通過相應的數學算法測量，反饋的力能準確作用于操作者相應的關節，使被控制的從手關節能與操作者對應的關節協同一致動作，以增強虛擬現實或遙操作的臨場感，該裝置成本低，使用簡單，維護容易。

附圖說明

圖1是本發明的整體軸側圖。

圖2是本發明的結構示意圖。

圖3是電機1及離合器100的結構示意圖。

具體實施方式

100.離合器????1.電機????????2.傳動軸

3.角度傳感器??7.摩擦片滑桿??8.離合器摩擦片

9.回位拉簧????10.離合器蓋

具體實施方式一：如圖1和圖2所示，所述數據手套雙向力反饋檢測驅動裝置包括電機1，離合器100，傳動軸2，角度傳感器3，外殼4、5、6。所述電機1與離合器100連接，所述離合器100有接通和斷開電機1和減速齒輪組連接的兩種工作狀態，離合器100通過減速齒輪組的配合驅動傳動軸2，傳動軸2通過另一組齒輪驅動角度傳感器3，外殼4、5、6對傳動部件提供支撐和保護作用。動作實施過程：當關節運動并驅動傳動軸2轉動時，傳動軸2通過嚙合的齒輪驅動角度傳感器3轉動，使得角度傳感器3能檢測出操作者關節運動的角度和狀態，當控制系統無力反饋信號時，電機1不轉動，離合器100斷開電機1與減速齒輪組的連接，操作者的關節運動不受干擾，當控制系統有力反饋信號時，電機1轉動，離合器100連接電機1與減速齒輪組，電機1通過離合器100和減速齒輪的配合組驅動傳動軸2轉動輸出動力，在關節運動的方向上施加一個同向或反向的驅動力，同時控制系統再根據角度傳感器3檢測到的操作者關節運動角度的實時變化，運用相應的數學算法持續地修正該驅動力的大小和方向，推動或阻礙操作者關節的運動，實現該關節運動的力反饋功能。