[實用新型]單控制手柄宏動六維控制器

有效

• 申請號: 201720666416.6
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN206757454U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 戚開誠;李帥;張建軍;李康;林雨楓;楊兵
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G05G9/00
• 分類號: G05G9/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本實用新型涉及自動控制領域，特別是涉及一種單控制手柄宏動六維控制器。

背景技術

隨著工業生產的工況越來越復雜以至于簡單的編程很難完成機械動作；或者工作條件不利于人類身體健康，例如在核輻射特別強的地區工作，此時需要控制器對機器人進行遠程控制以完成機器人的動作。

生活中最典型的位移控制器是鼠標，鼠標控制電腦屏幕的小箭頭在屏幕內實現二維移動，鼠標是最典型的二維控制器，但隨著當今科技的日益發展，工業自動化領域對于多維控制器的需要越來越多，但由于六維控制器功能復雜，目前在國內六維控制器的種類并不多，六維控制器的研究是目前自動控制領域的主要研究問題之一。

申請號200820227632.1公開了一種單控制手柄六維控制器，該控制器通過六組應變片組成全橋電路，六組應變片測量動平臺所受的力的大小，通過六組電信號解耦后控制信號源，實現六維運動。但是該控制器是通過檢測手柄所受的力的大小去控制被控物體，動平臺并沒有進行宏觀的運動，被控物體的運動與動平臺的運動并沒有直接的聯系，不直觀，在一些需要精確控制的場合不利于控制被控物體。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型擬解決的技術問題是，提供一種單控制手柄宏動六維控制器。該控制器可以對某現實物體或者某虛擬物體進行六維位移控制，實現宏動，使被控物體的位移與動平臺的位移直接相關，更容易被控制。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是：提供一種單控制手柄宏動六維控制器，其特征在于該控制器包括六個阻尼器、六個角度測量元件、靜平臺、三條結構尺寸相同的運動支鏈、信號采集處理模塊、動平臺、手柄和存儲介質，所述三條結構尺寸相同的運動支鏈均勻分布在靜平臺和動平臺之間，六個阻尼器和六個角度測量元件成對的分布于三條運動支鏈的最下端的轉動副上；所述動平臺的上部安裝手柄，角度測量元件通過導線與信號采集處理模塊的輸入端連接，信號采集處理模塊的輸出端采用RS485通訊協議與存儲介質連接；所述存儲介質內加載有運動學正解算法，存儲介質與被控物體連接；

所述每條運動支鏈均包括一個五轉動副平面運動鏈(41)、上連桿(43)、上虎克鉸(44)和下虎克鉸(42)，五轉動副平面運動鏈(41)的上端連接下虎克鉸(42)，下端連接靜平臺，上虎克鉸(44)和下虎克鉸(42)之間通過上連桿(43)連接；

五轉動副平面運動鏈(41)是由四個下連桿(411、412、413和414)以及靜平臺3構成的平面五邊形及五個轉動副(415、416、417、418和419)構成，其中，靜平臺作為機架，兩個下連桿(411、414)為位于下部的兩個連架桿，兩個下連桿(412、413)為位于中間的兩個連桿，五個轉動副(415、416、417、418和419)的軸線相互平行，并均垂直于四個下連桿(411、412、413和414)所在的平面，兩個下連桿(411、414)轉動作為該運動支鏈的驅動，兩個轉動副(415、419)為運動支鏈的最下層的運動副，每個最下層的運動副上均通過一根長軸安裝有一個角度測量元件和一個阻尼器，兩個轉動副(415、419)通過軸承座與靜平臺相連接；在兩個下連桿(412、413)的鉸接處安裝下虎克鉸，下虎克鉸通過上連桿(43)與上虎克鉸(44)連接，上虎克鉸(44)同時與動平臺連接；下虎克鉸(42)的第一個轉軸(421)的軸線與連接兩個下連桿(412、413)的轉動副(417)的軸線共線，上虎克鉸(44)與下虎克鉸(42)在連接它們的上連桿(43)上的第二個轉軸(442)與第二個轉軸(422)的軸線相互平行；三個上虎克鉸的第一個轉軸(441)的軸線的相互位置關系為相互平行。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型采用一個控制手柄即可提供六路控制信號源從而實現六維運動的控制。該控制器成本低，結構緊湊，易于加工，操作方便，失真度小(更加靈巧)，剛度大，同時對操作者的要求低，感受直觀，不要求操作者有較多的專業知識即可操作。

本實用新型中的被控物體可以是某虛擬物體，也可以是某現實中的實際物體，該控制器能使被控物體的位移與動平臺的位移直接相關，而不是與動平臺手柄所受的力相關，更加直觀，可應用于需要對三維移動和三維轉動進行宏動控制的場合。

附圖說明

圖1為本實用新型單控制手柄宏動六維控制器一種實施例的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型單控制手柄宏動六維控制器一種實施例一個運動支鏈4的連接結構示意圖；