[實用新型]一種基于力傳感器的三維運動控制手柄

有效

• 申請號: 201520135186.1
• 申請日: 2015-03-10
• 公開（公告）號: CN204487581U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 王志軍;賀靜;崔冰艷;李占賢
• 申請（專利權）人: 河北聯合大學
• 主分類號: B25J13/02
• 分類號: B25J13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及機電自動化設備技術領域，特別涉及一種基于力傳感器的三維運動控制手柄。

背景技術

運動控制手柄是一種常用的人機接口工具，它廣泛應用于工程機械、交通運輸工具、醫療設備、測量機、游戲機等設備的運動控制操作。按照使用場合，控制手柄分為工業用手柄、精確控制手柄和游戲手柄。工業用手柄適用于環境比較惡劣，使用頻繁的場合，例如叉車、起重機、農業機械、軍用機械等應用場合；精確控制手柄適用于轉向、定位和速度控制等對控制精度要求比較高的場合，例如顯微鏡控制、坐標測量設備、相機調節、輪椅、醫療設備等場合；游戲手柄主要是用來進行游戲操作。常用的控制手柄有電位器式、電感式、光電效應式、壓阻式、霍爾效應式以及微動開關式等。比如PALFIN公司生產的JC6000型多軸操作控制手柄使用霍爾效應傳感器或電位器，可產生與上端移動距離成比例的模擬信號，它還可通過配置而具備一系列的其它輸出信號，方向或中位開關功能，控制手柄操作力，以及手柄上端形式。具有緊湊的外形，高強度的控制桿及極佳的比例控制，是多種非公路車輛，包括起重機，裝載機，挖掘機，升降平臺，拖拉機及收割機等的理想控制裝置。

目前運動控制手柄大多采用位移或角度傳感器檢測手柄的位移或角度信息實現設備的步進運動，這些方式在多維控制場合中實現起來比較困難，結構復雜，穩定性下降。

實用新型內容

本實用新型要解決的是現有運動控制手柄多維控制場合中實現起來比較困難，結構復雜，穩定性下降的技術問題。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于力傳感器的三維運動控制手柄，包括：手柄桿、塔彈簧、支架、虎克鉸十字軸、虎克鉸下連接體、移動副底座、三維力傳感器和拉伸彈簧；

所述控制手柄底部為三維力傳感器，支架下端固定在三維力傳感器的上平臺上，支架上端與塔彈簧的大直徑端連接，塔彈簧的小徑端與手柄桿連接，移動副底座下端面與三維力傳感器的上平臺連接，且位于上平臺的中心，移動副底座中心具有一定深度的沉孔，所述沉孔與虎克鉸下連接體的柱體連接并構成移動副，拉伸彈簧的一端與移動副底座沉孔底部連接，另一端與虎克鉸下連接體的柱體連接，手柄桿與虎克鉸下連接體通過虎克鉸十字軸連接。

更優地，所述移動副底座中心具有一定深度的沉孔為方形。

更優地，所述虎克鉸下連接體一端為方形柱體。

更優地，所述移動副底座為四棱柱體。

更優地，手柄桿上端為圓球頭。

更優地，手柄桿端與虎克鉸十字軸的一根軸通過轉動副連接，虎克鉸十字軸的另一根軸與虎克鉸下連接體上端通過轉動副連接。

更優地，拉伸彈簧為圓柱狀。

通過以上技術方案可知，本實用新型提供一種基于力傳感器的三維運動控制手柄，該手柄通過多維力傳感器檢測運動信號，具有結構和原理簡便，性能穩定可靠，可同時實現對設備三維方向位移、速度、加速度等參數進行控制，操作直觀等優點。

附圖說明

圖1?一種基于力傳感器的三維運動控制手柄結構示意圖；

圖2?一種基于力傳感器的三維運動控制手柄關節連接結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案進行更詳細的說明。

需要說明的是，如果不沖突，本實用新型實施例以及實施例中的各個特征可以相互結合，均在本實用新型的保護范圍之內。

實施例一，一種基于力傳感器的三維運動控制手柄，如圖1、圖2所示，包括：手柄桿1、塔彈簧2、支架3、虎克鉸十字軸4、虎克鉸下連接體5、移動副底座6、三維力傳感器7、拉伸彈簧8。

所述基于力傳感器的三維運動控制手柄底部為三維力傳感器，支架3下端固定在三維力傳感器7的上平臺上，支架3上端與塔彈簧2的大直徑端連接，塔彈簧2的小徑端與手柄桿1連接，移動副底座6下端面與三維力傳感器7的上平臺連接，且位于上平臺的中心，移動副底座6中心具有一定深度的沉孔，所述沉孔與虎克鉸下連接體5的柱體連接并構成移動副，拉伸彈簧8的一端與移動副底座6沉孔底部連接，另一端與虎克鉸下連接體5的柱體連接，手柄桿1與虎克鉸下連接體5通過虎克鉸十字軸4連接。

實施例二，一種基于力傳感器的三維運動控制手柄，如圖1、圖2所示，在實施例一的基礎上，進一步包括：

進一步地，所述移動副底座6中心具有一定深度的沉孔為方形。也可以為圓形，只要能夠跟所述虎克鉸下連接體5配合連接即可。