[實用新型]一種關節式力反饋遙操作主手

有效

• 申請號: 201420111115.3
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN203712687U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 榮學文;柴匯;宋銳;李貽斌;馬孝林;初國慶
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J3/00
• 分類號: B25J3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本實用新型涉及一種機械臂主從遙操作主手，尤其是輕小型關節式力反饋遙操作主手，屬于工業機器人遙操作技術領域。

背景技術

隨著工業技術的迅速發展，工業機器人在裝配、焊接、搬運等行業得到廣泛應用，并且實現了自動控制，無需人員的參與。但在核輻射、水下以及高壓帶電等非結構環境、多樣化任務作業中，仍很難實現機器人的自動作業，仍需要人員參與控制，主從遙操作是最常用的操縱方法。

主從機器人遙操作系統可在非確定環境下進行復雜的操縱作業臨場感技術為人-機器人間和機器人-環境間創建了一種和諧的多維信息交互環境，在較高級的主從系統中廣泛采用力覺臨場感技術,?使操作者對所操縱作業的過程具有真實的力覺感受。

中國專利文獻103170961A公開了一種“模塊化主從操作機械臂控制主手”，該主手結構尺寸和質量較大，只能固定使用，且在操作時不能向操作者提供力覺反饋。

目前，具有力覺反饋的遙操作主手均存在結構尺寸和質量較大，只能固定使用的問題，在作業時操作者的視角固定，甚至存在盲點，須依靠多視角的圖像顯示系統進行操作。另外，現有遙操作主手一般沒有多余的控制開關，對從端機械臂末端附加的可控工具需另外添加控制裝置。

實用新型內容

針對以上問題，本實用新型設計了一種輕小型、關節式力反饋遙操作主手，可固定使用，也可由操作者隨身攜帶進行移動式操作，本實用新型的手柄中安裝了一個翹板電位計、一個扳機電位計和三個按鈕開關，可用于對從端機械臂末端附加的可控工具進行控制。

本實用新型采用以下技術方案：

一種關節式力反饋遙操作主手，包括6個依次連接的連桿部件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和一個與連桿部件Ⅵ連接的手柄Ⅶ，且各個連桿部件之間以及連桿部件Ⅵ與手柄Ⅶ之間的連接處均通過旋轉關節連接，在每個旋轉關節上均安裝有電位計，其中各個連桿部件連接處的關節上安裝有電機和減速機；所述的減速機輸入端與電機軸直接相連，輸出端的角位移通過一對齒輪傳動由與其對應的電位計測量；在所述的手柄上安裝有用于控制從端機械臂末端附加作業工具的翹板電位計、直線位移電位計和按鈕開關。

所述的連桿部件Ⅰ包括殼體Ⅰ和設置于殼體內的電機Ⅰ、電機法蘭Ⅰ、減速機Ⅰ、電位計Ⅰ、從動齒輪Ⅰ、主動齒輪Ⅰ、支架Ⅰ、軸承套Ⅰ、銷子Ⅰ、軸承Ⅰ和輸出法蘭Ⅰ，所述的電機Ⅰ通過電機法蘭Ⅰ連接在減速機Ⅰ上，所述的主動齒輪Ⅰ安裝在減速機Ⅰ的輸出法蘭上，所述的從動齒輪I安裝在電位計I的軸上并與主動齒輪嚙合，所述的軸承套Ⅰ的外表面與軸承Ⅰ的內孔配合并通過銷子Ⅰ與主動齒輪Ⅰ進行周向定位，所述的輸出法蘭Ⅰ的外表面與軸承Ⅰ的內孔配合并通過螺釘與軸承套Ⅰ進行連接，軸承套Ⅰ和輸出法蘭Ⅰ通過軸承Ⅰ的內圈進行軸向定位，輸出法蘭Ⅰ外端面上加工有螺紋孔用來與連桿部件Ⅱ進行連接。

所述的連桿部件Ⅰ安裝在底座上；

所述的減速機Ⅰ安裝在支架Ⅰ上，所述的支架Ⅰ通過軸承Ⅰ的外圈進行定位并固定在殼體Ⅰ內部。

所述的連桿部件Ⅱ包括殼體Ⅱ和設置在殼體Ⅱ內的電機Ⅱ、減速機Ⅱ、電位計Ⅱ、主動齒輪Ⅱ、從動齒輪Ⅱ、電機法蘭Ⅱ，所述的殼體Ⅱ連接在連桿部件Ⅰ中的輸出法蘭Ⅰ上，所述的電機Ⅱ通過電機法蘭Ⅱ連接在減速機Ⅱ上，所述的減速機Ⅱ和電位計Ⅱ均安裝在殼體Ⅱ內，所述的主動齒輪Ⅱ安裝在減速機Ⅱ的輸出法蘭上，所述的從動齒輪Ⅱ安裝在電位計Ⅱ的軸上并與主動齒輪Ⅱ嚙合。

所述的殼體Ⅱ的兩端安裝有前蓋Ⅱ和后蓋Ⅱ，在所述的主動齒輪Ⅱ的端面上加工有內螺紋用來與連桿部件Ⅲ進行連接。

所述的連桿部件Ⅲ包括連接板Ⅲ、殼體Ⅲ和設置在殼體Ⅲ內的電機Ⅲ、減速機Ⅲ、電位計Ⅲ、主動齒輪Ⅲ、從動齒輪Ⅲ、電機法蘭Ⅲ，所述的連接板Ⅲ通過螺釘連接在連桿部件Ⅱ中的主動齒輪Ⅱ上，所述的殼體Ⅲ的一端通過螺釘連接在連接板Ⅲ上，所述的電機Ⅲ通過電機法蘭Ⅲ連接在減速機Ⅲ上，所述的減速機Ⅲ和電位計Ⅲ均安裝在殼體Ⅲ內，所述的主動齒輪Ⅲ安裝在減速機Ⅲ的輸出法蘭上，所述的從動齒輪Ⅲ安裝在電位計Ⅲ的軸上并與主動齒輪Ⅲ嚙合，

所述的殼體Ⅲ的兩端安裝有前蓋Ⅲ和后蓋Ⅲ，在所述的主動齒輪Ⅲ的端面上加工有內螺紋用來與連桿部件Ⅳ進行連接。