[發(fā)明專利]食指遠(yuǎn)指節(jié)驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610679173.X
• 申請(qǐng)日: 2016-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107756439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇茂
• 主分類號(hào): B25J17/02
• 分類號(hào): B25J17/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)人手遠(yuǎn)指節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并具有雙向反饋力的作用的裝置。

背景技術(shù)

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人逐漸在越來(lái)越大的范圍內(nèi)被使用，遙操作機(jī)器人作為一種性能可靠、技術(shù)成熟的機(jī)器人被廣泛用于各種危險(xiǎn)的、情況復(fù)雜的、人類無(wú)法到達(dá)的環(huán)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(fā)出指令來(lái)控制。隨著遙操作機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，使得人們?cè)谧非罂煽啃缘耐瑫r(shí)，還對(duì)其靈活性提出了更高的要求，而要對(duì)復(fù)雜的機(jī)械手實(shí)施遙操作，控制機(jī)械手多個(gè)手指的多個(gè)關(guān)節(jié)一起協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)特定功能，這就需用到數(shù)據(jù)手套，而具有力反饋功能的數(shù)據(jù)手套是對(duì)機(jī)器人的機(jī)械手實(shí)施遙操作的最有效裝置，它通過(guò)測(cè)量操作者手指各個(gè)指節(jié)的位置信息作為控制指令控制機(jī)械手的手指跟蹤人手手指運(yùn)動(dòng)，并能將機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況在數(shù)據(jù)手套上模擬出來(lái)，作用在操作者的手上，使操作者產(chǎn)生很強(qiáng)的臨場(chǎng)感。此外，近年來(lái)虛擬仿真技術(shù)不斷發(fā)展，其主要的交互設(shè)備就是力反饋數(shù)據(jù)手套，例如在一個(gè)由計(jì)算機(jī)虛擬的場(chǎng)景里，控制一雙虛擬的人手拆卸或裝配機(jī)器等，還有游戲、3D動(dòng)畫制作等都需要用到力反饋數(shù)據(jù)手套，但目前市場(chǎng)上的力反饋數(shù)據(jù)手套系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格極為昂貴，使其無(wú)法大量普及、推廣和使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的力反饋數(shù)據(jù)手套價(jià)格昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，提出了一種將外置角度傳感器和關(guān)節(jié)雙向主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)合為一體，在檢測(cè)人手關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息的同時(shí)也將反饋回來(lái)的力覺(jué)信息轉(zhuǎn)化成力或力矩直接作用于人手的方法，極大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的力反饋數(shù)據(jù)手套系統(tǒng)。本發(fā)明是用于與計(jì)算機(jī)、機(jī)械手交互作用的裝置，由指節(jié)基座、角度傳感器和驅(qū)動(dòng)部件組成，該裝置固定在操作者手指上，食指遠(yuǎn)指節(jié)驅(qū)動(dòng)器在檢測(cè)手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)的同時(shí)可根據(jù)需要對(duì)其施加力的作用實(shí)現(xiàn)力反饋控制。本發(fā)明在關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)部件里加入了離合裝置，當(dāng)系統(tǒng)有力反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接被驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)，并對(duì)關(guān)節(jié)施加力的作用，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有力反饋信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷開(kāi)被驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的連接，減少和降低了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的阻力，使關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)更加順暢。本發(fā)明檢測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度由設(shè)置在裝置上相應(yīng)的角度傳感器通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法測(cè)量，被檢測(cè)的關(guān)節(jié)在其運(yùn)動(dòng)方向或復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的分解方向上都設(shè)置有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)部件，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件又與被檢測(cè)的關(guān)節(jié)上相應(yīng)的角度傳感器配合工作形成閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)力反饋控制并提高其精確性。本發(fā)明可以精確、靈敏地檢測(cè)出相應(yīng)的手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度和狀態(tài)，并對(duì)被檢測(cè)的關(guān)節(jié)具有雙向力反饋功能，使用簡(jiǎn)單，穿戴方便，容易維護(hù)，并可極大降低力反饋數(shù)據(jù)手套的成本。

附圖說(shuō)明

圖1是食指遠(yuǎn)指節(jié)驅(qū)動(dòng)器的軸測(cè)圖。

圖2是食指遠(yuǎn)指節(jié)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是驅(qū)動(dòng)部件111的軸測(cè)圖及結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：如圖3所示，所述食指遠(yuǎn)指節(jié)驅(qū)動(dòng)器，包括驅(qū)動(dòng)部件111，所述驅(qū)動(dòng)部件111包括微型電機(jī)40和離合裝置，所述離合裝置由離合裝置摩擦片41、摩擦片滑桿42、回位拉簧43、離合裝置蓋44組成，摩擦片滑桿42與微型電機(jī)40的軸固接，兩片離合裝置摩擦片41分別套入摩擦片滑桿42兩端，兩片離合裝置摩擦片41之間連接有回位拉簧43，離合裝置蓋44套入微型電機(jī)40的軸，離合裝置蓋44與微型電機(jī)40的軸之間為滑動(dòng)接觸，離合裝置蓋44上設(shè)有傳動(dòng)齒輪。動(dòng)作實(shí)施過(guò)程：當(dāng)微型電機(jī)40轉(zhuǎn)速高于一定值時(shí)，兩片離合裝置摩擦片41克服回位拉簧43的拉力分別向摩擦片滑桿42的兩末端滑動(dòng)并與離合裝置蓋44的內(nèi)壁接觸，對(duì)離合裝置蓋44產(chǎn)生摩擦力，帶動(dòng)離合裝置蓋44轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)微型電機(jī)40轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，兩片離合裝置摩擦片41在回位拉簧43的作用下向軸心方向滑動(dòng)，與離合裝置蓋44的內(nèi)壁分離，切斷離合裝置蓋44與微型電機(jī)40的連接。