專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種增強(qiáng)遙操作或虛擬現(xiàn)實(shí)臨場(chǎng)感的人機(jī)接口裝置，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置。
背景技術(shù)：
工作在交互式下具有臨場(chǎng)感的遙操作機(jī)器人系統(tǒng)是在復(fù)雜或非確定環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)的有效手段。另一方面，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，力覺臨場(chǎng)感正逐漸成為其重要的一個(gè)發(fā)展方向。于是具有力反饋功能的數(shù)據(jù)手套成為了實(shí)現(xiàn)力覺臨場(chǎng)感的主要的人機(jī)交互裝置。目前，國(guó)際上發(fā)展發(fā)展較為成熟的力反饋數(shù)據(jù)手套，是Cyber-Grasp手套，其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)手套的基礎(chǔ)上，再加裝力反饋裝置以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手的力反饋。但其存在以下缺點(diǎn)一、對(duì)操作手的力反饋?zhàn)杂啥壬?、摩擦大，限制了操作手的自由運(yùn)動(dòng)。二、采用繩索傳遞力反饋驅(qū)動(dòng)力，使得結(jié)構(gòu)臃腫，且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手手指的雙向主動(dòng)力反饋。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有力反饋數(shù)據(jù)手套存在的上述各種缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置；能實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手單個(gè)手指3個(gè)自由度的關(guān)節(jié)角度信息檢測(cè)及對(duì)對(duì)應(yīng)各指節(jié)實(shí)現(xiàn)力反饋的裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括第一驅(qū)動(dòng)器固定架、第一驅(qū)動(dòng)器、第一軸連接器、第二驅(qū)動(dòng)器固定架、第二驅(qū)動(dòng)器、第二軸連接器、第一搖臂、Π字形第一拉桿、π字形第二拉桿、第一固定輔助片、Π字形第一拉桿固定架、π字形第二拉桿固定架、第一指節(jié)固定座、第一力反饋指環(huán)、第三驅(qū)動(dòng)器固定座、第三驅(qū)動(dòng)器、第三軸連接器、第二搖臂、Π字形第三拉桿、第二固定輔助片和第二力反饋指環(huán)；第一驅(qū)動(dòng)器輸出軸向下固定在第一驅(qū)動(dòng)器固定架上，第二驅(qū)動(dòng)器固定架通過第一軸連接器固定在第一驅(qū)動(dòng)器的輸出軸上，第二驅(qū)動(dòng)器輸出軸水平固定在第二驅(qū)動(dòng)器固定架上，第一搖臂通過第二軸連接器固定在第二驅(qū)動(dòng)器的輸出軸上，Π字形第一拉桿的中部上端與Π字形第二拉桿的中部上端都通過第一固定輔助片鉸接在第一搖臂上，Π字形第一拉桿固定架鉸接在Π字形第一拉桿的兩端頭上，π字形第二拉桿固定架鉸接在π字形第二拉桿的兩端頭上，Π字形第一拉桿固定架和π字形第二拉桿固定架固定在第一指節(jié)固定座上，第一力反饋指環(huán)固定在第一指節(jié)固定座上，第三驅(qū)動(dòng)器固定座固定在第一指節(jié)固定座上，第三驅(qū)動(dòng)器輸出軸水平固定在第三驅(qū)動(dòng)器固定座上；第二搖臂通過第三軸連接器固定在第三驅(qū)動(dòng)器的輸出軸上，Π字形第三拉桿的中部上端通過第二固定輔助片鉸接在第二搖臂上，第二力反饋指環(huán)鉸接在Π字形第三拉桿的兩端頭上。所述的第一驅(qū)動(dòng)器的輸出軸為第一轉(zhuǎn)動(dòng)副，第二驅(qū)動(dòng)器的輸出軸為第二轉(zhuǎn)動(dòng)副，Π字形第一拉桿鉸接在第一搖臂上為第三轉(zhuǎn)動(dòng)副，Π字形第二拉桿鉸接在第一搖臂上為第四轉(zhuǎn)動(dòng)副，Π字形第一拉桿固定架鉸接在Π字形第一拉桿的兩端頭上為第五轉(zhuǎn)動(dòng)副，Π 字形第二拉桿固定架鉸接在Π字形第二拉桿的兩端頭上為第六轉(zhuǎn)動(dòng)副，第三驅(qū)動(dòng)器輸出軸為第七轉(zhuǎn)動(dòng)副，Π字形第三拉桿鉸接在第二搖臂上為第八轉(zhuǎn)動(dòng)副，第二力反饋指環(huán)鉸接在Π字形第三拉桿的兩端頭上為第九轉(zhuǎn)動(dòng)副。所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第一個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副和第六轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成第二個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；以上連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)角度的間接檢測(cè)與主動(dòng)控制的三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)。所述的兩個(gè)力反饋指環(huán)結(jié)構(gòu)相同，都集成有壓力傳感器；力反饋指環(huán)主體由高密度海綿構(gòu)成，力反饋指環(huán)內(nèi)壁上下左右各有一個(gè)壓力傳感器；其中一個(gè)力反饋指環(huán)外壁水平兩對(duì)側(cè)均粘接有第一金屬固定片和第二金屬固定片，第一金屬固定片和第二金屬固定片的中間開有用于鉸接于拉桿上的小孔，。所述的三個(gè)驅(qū)動(dòng)器都是由各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪減速器和角度傳感器所組成，各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過各自的齒輪減速器把驅(qū)動(dòng)力傳遞給各自的輸出軸，在每個(gè)輸出軸上均安裝有角度傳感器來檢測(cè)各自的控制輸出的角度。本實(shí)用新型具有的有益效果是1、采用搖臂鉸接Π字形拉桿、Π字形拉桿兩端頭鉸接于力反饋指環(huán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)， 并利用操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)使其與上述力反饋機(jī)構(gòu)共同組成平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)操作手對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)角度姿態(tài)的間接檢測(cè)與主動(dòng)控制。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比以往的力反饋結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，提高了系統(tǒng)的可靠性。2、采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，各驅(qū)動(dòng)器都是通用模塊，且本實(shí)用新型即為能對(duì)一個(gè)手指實(shí)現(xiàn)力反饋控制的模塊，通過增加組合本實(shí)用新型模塊，即可構(gòu)建能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)手指進(jìn)行力反饋控制的反饋數(shù)據(jù)手套。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是本實(shí)用新型的爆炸結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖4是本實(shí)用新型的力反饋指環(huán)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中1、第一驅(qū)動(dòng)器固定架，2、第一驅(qū)動(dòng)器，2-1、第一軸連接器，2-2、第二驅(qū)動(dòng)器固定架，3、第二驅(qū)動(dòng)器，3-1、第二軸連接器，4、第一搖臂，4-1、第一固定輔助片，4-2、第一指節(jié)固定座，4-3第三驅(qū)動(dòng)器固定座，5、Π字形第一拉桿，5-1、Π字形第一拉桿固定架，6、 Π字形第二拉桿，6-1、Π字形第二拉桿固定架，7、第三驅(qū)動(dòng)器，7-1、第三軸連接器，8、第二搖臂，8-1、第二固定輔助片，9、Π字形第三拉桿，10、第二力反饋指環(huán)，11、第一力反饋指環(huán)， 12、力反饋指環(huán)主體，13-1、第一金屬固定片，13-2第二金屬固定片，14-1、第一壓力傳感器， 14-2、第二壓力傳感器，14-3、第三壓力傳感器，14-4、第四壓力傳感器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型包括第一驅(qū)動(dòng)器固定架1、第一驅(qū)動(dòng)器2、第一軸連接器2-1、第二驅(qū)動(dòng)器固定架2-2、第二驅(qū)動(dòng)器3、第二軸連接器3-1、第一搖臂4、Π字形第一拉桿5、Π字形第二拉桿6、第一固定輔助片4-1、Π字形第一拉桿固定架5-1、Π字形第二拉桿固定架6-1、第一指節(jié)固定座4-2、第一力反饋指環(huán)11、第三驅(qū)動(dòng)器固定座4-3、 第三驅(qū)動(dòng)器7、第三軸連接器7-1、第二搖臂8、Π字形第三拉桿9、第二固定輔助片8-1和第二力反饋指環(huán)10 ；如圖1所示，所述的第一驅(qū)動(dòng)器固定架1安裝于手套上，從而使其固定于操作手的手背上，第一驅(qū)動(dòng)器2輸出軸向下固定在第一驅(qū)動(dòng)器固定架1上，第二驅(qū)動(dòng)器固定架2-2 通過第一軸連接器2-1固定在第一驅(qū)動(dòng)器2的輸出軸上，第二驅(qū)動(dòng)器3輸出軸水平固定在第二驅(qū)動(dòng)器固定架2-2上，第一搖臂4通過第二軸連接器3-1固定在第二驅(qū)動(dòng)器3的輸出軸上，Π字形第一拉桿5的中部上端與Π字形第二拉桿6的中部上端都通過第一固定輔助片4-1鉸接在第一搖臂4上，Π字形第一拉桿固定架5-1鉸接在Π字形第一拉桿5的兩端頭上，Π字形第二拉桿固定架6-1鉸接在Π字形第二拉桿6的兩端頭上，Π字形第一拉桿固定架5-1和Π字形第二拉桿固定架6-1固定在第一指節(jié)固定座4-2上，第一力反饋指環(huán)11固定在第一指節(jié)固定座4-2上，第三驅(qū)動(dòng)器固定座4-3固定在第一指節(jié)固定座4-2 上，第三驅(qū)動(dòng)器7輸出軸水平固定在第三驅(qū)動(dòng)器固定座4-3上；第二搖臂8通過第三軸連接器7-1固定在第三驅(qū)動(dòng)器7的輸出軸上，Π字形第三拉桿9的中部上端通過第二固定輔助片8-1鉸接在第二搖臂8上，第二力反饋指環(huán)10鉸接在Π字形第三拉桿9的兩端頭上。如圖1所示，所述的第一驅(qū)動(dòng)器2的輸出軸為第一轉(zhuǎn)動(dòng)副0-1，第二驅(qū)動(dòng)器3的輸出軸為第二轉(zhuǎn)動(dòng)副0-2，Π字形第一拉桿5鉸接在第一搖臂4上為第三轉(zhuǎn)動(dòng)副0-3，Π字形第二拉桿6鉸接在第一搖臂4上為第四轉(zhuǎn)動(dòng)副0-4，Π字形第一拉桿固定架5-1鉸接在Π 字形第一拉桿5的兩端頭上為第五轉(zhuǎn)動(dòng)副0-5，Π字形第二拉桿固定架6-1鉸接在Π字形第二拉桿6的兩端頭上為第六轉(zhuǎn)動(dòng)副0-6，第三驅(qū)動(dòng)器輸出軸為第七轉(zhuǎn)動(dòng)副0-7，Π字形第三拉桿9鉸接在第二搖臂(8)上為第八轉(zhuǎn)動(dòng)副0-8，第二力反饋指環(huán)10鉸接在Π字形第三拉桿9的兩端頭上為第九轉(zhuǎn)動(dòng)副0-9。如圖1所示，所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副0-2、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副0-4、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副0-6和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第一個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副0-3、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副 0-4、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副0-5和第六轉(zhuǎn)動(dòng)副0-6構(gòu)成第二個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第七轉(zhuǎn)動(dòng)副0-7、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副0-8、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副0-9和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；以上連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)角度的間接檢測(cè)與主動(dòng)控制的三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)。如圖4所示，所述的兩個(gè)力反饋指環(huán)10、11結(jié)構(gòu)相同，都集成有壓力傳感器；力反饋指環(huán)主體12由高密度海綿構(gòu)成，力反饋指環(huán)內(nèi)壁上下左右各有一個(gè)壓力傳感器，分別為第一壓力傳感器14-1、第二壓力傳感器14-2、第三壓力傳感器14-3、第四壓力傳感器14_4 ； 其中一個(gè)力反饋指環(huán)10外壁水平兩對(duì)側(cè)均粘接有第一金屬固定片13-1和第二金屬固定片 13-2，第一金屬固定片13-1和第二金屬固定片13-2的中間開有用于鉸接于拉桿上的小孔。所述的三個(gè)驅(qū)動(dòng)器都是由各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪減速器和角度傳感器所組成，各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過各自的齒輪減速器把驅(qū)動(dòng)力傳遞給各自的輸出軸，在每個(gè)輸出軸上均安裝有角度傳感器來檢測(cè)各自的控制輸出的角度。本實(shí)用新型的工作過程如下如圖1所示，工作時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)器固定架1需固定在操作手所佩戴的手套上，即使第一驅(qū)動(dòng)器固定架1固定在操作手的手背上，而操作手對(duì)應(yīng)手指指節(jié)穿戴進(jìn)所對(duì)應(yīng)的力反饋指環(huán)里。則通過所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副0-2、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副0-4、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副0-6和手指自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第一個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，從而使得第二驅(qū)動(dòng)器輸出軸的轉(zhuǎn)角與手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)所彎曲角度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步聯(lián)動(dòng)。通過所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副0-3、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副0-4、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副0-5和第六轉(zhuǎn)動(dòng)副0-6構(gòu)成第二個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，使第一指節(jié)固定座4-2與第一搖臂4在運(yùn)動(dòng)過程中始終平行，化解了由于第三驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)手指額外的力作用。通過所述的第七轉(zhuǎn)動(dòng)副0-7、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副0-8、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副0-9和手指自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，從而使得第三驅(qū)動(dòng)器輸出軸的轉(zhuǎn)角與手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)所彎曲角度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步聯(lián)動(dòng)。當(dāng)操作者的操作手有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)(如彎曲手指)，會(huì)對(duì)所對(duì)應(yīng)力反饋指環(huán)施加一個(gè)作用力，而同時(shí)控制器能通過力反饋指環(huán)上的壓力傳感器而檢測(cè)到這個(gè)作用力。從而控制器便能判斷出操作手的運(yùn)動(dòng)意圖，繼而通過控制對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作者手指運(yùn)動(dòng)的自由跟隨或力反饋。而另一方面，驅(qū)動(dòng)器輸出軸的轉(zhuǎn)角與手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)所彎曲角度是實(shí)時(shí)同步聯(lián)動(dòng)的，即當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器輸出軸的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)即為對(duì)應(yīng)操作手手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手指實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置，其特征在于包括第一驅(qū)動(dòng)器固定架(1)、 第一驅(qū)動(dòng)器(2)、第一軸連接器(2-1)、第二驅(qū)動(dòng)器固定架(2-2)、第二驅(qū)動(dòng)器(3)、第二軸連接器(3-1)、第一搖臂(4)、Π字形第一拉桿(5)、Π字形第二拉桿(6)、第一固定輔助片(4-1)、Π字形第一拉桿固定架(5-1)、Π字形第二拉桿固定架(6-1)、第一指節(jié)固定座(4-2)、第一力反饋指環(huán)(11)、第三驅(qū)動(dòng)器固定座(4-3)、第三驅(qū)動(dòng)器(7)、第三軸連接器 (7-1)、第二搖臂(8)、Π字形第三拉桿(9)、第二固定輔助片(8-1)和第二力反饋指環(huán)(10)；第一驅(qū)動(dòng)器(2)輸出軸向下固定在第一驅(qū)動(dòng)器固定架(1)上，第二驅(qū)動(dòng)器固定架 (2-2)通過第一軸連接器(2-1)固定在第一驅(qū)動(dòng)器(2)的輸出軸上，第二驅(qū)動(dòng)器(3)輸出軸水平固定在第二驅(qū)動(dòng)器固定架(2-2)上，第一搖臂(4)通過第二軸連接器(3-1)固定在第二驅(qū)動(dòng)器(3)的輸出軸上，Π字形第一拉桿(5)的中部上端與Π字形第二拉桿(6)的中部上端都通過第一固定輔助片(4-1)鉸接在第一搖臂(4)上，Π字形第一拉桿固定架(5-1) 鉸接在Π字形第一拉桿(5)的兩端頭上，Π字形第二拉桿固定架(6-1)鉸接在Π字形第二拉桿(6)的兩端頭上，Π字形第一拉桿固定架(5-1)和Π字形第二拉桿固定架(6-1)固定在第一指節(jié)固定座(4-2)上，第一力反饋指環(huán)(11)固定在第一指節(jié)固定座(4-2)上，第三驅(qū)動(dòng)器固定座(4-3)固定在第一指節(jié)固定座(4-2)上，第三驅(qū)動(dòng)器(7)輸出軸水平固定在第三驅(qū)動(dòng)器固定座(4-3)上；第二搖臂(8)通過第三軸連接器(7-1)固定在第三驅(qū)動(dòng)器(7)的輸出軸上，Π字形第三拉桿的中部上端(9)通過第二固定輔助片(8-1)鉸接在第二搖臂(8) 上，第二力反饋指環(huán)(10)鉸接在Π字形第三拉桿(9)的兩端頭上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置，其特征在于所述的第一驅(qū)動(dòng)器(2)的輸出軸為第一轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-1)，第二驅(qū)動(dòng)器(3)的輸出軸為第二轉(zhuǎn)動(dòng)副 (0-2)，Π字形第一拉桿(5)鉸接在第一搖臂(4)上為第三轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-3)，Π字形第二拉桿(6)鉸接在第一搖臂(4)上為第四轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-4)，Π字形第一拉桿固定架(5-1)鉸接在 Π字形第一拉桿(5)的兩端頭上為第五轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-5)，Π字形第二拉桿固定架(6-1)鉸接在Π字形第二拉桿(6)的兩端頭上為第六轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-6)，第三驅(qū)動(dòng)器輸出軸為第七轉(zhuǎn)動(dòng)副 (0-7)，Π字形第三拉桿(9)鉸接在第二搖臂(8)上為第八轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-8)，第二力反饋指環(huán) (10)鉸接在Π字形第三拉桿(9)的兩端頭上為第九轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置，其特征在于所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-2)、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-4)、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-6)和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第一個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-3)、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-4)、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副 (0-5)和第六轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-6)構(gòu)成第二個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；所述的第七轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-7)、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-8)、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副(0-9)和操作手自身對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成第三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)；以上連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)對(duì)操作手指對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)角度的間接檢測(cè)與主動(dòng)控制的三個(gè)平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置，其特征在于所述的兩個(gè)力反饋指環(huán)(10、11)結(jié)構(gòu)相同，都集成有壓力傳感器；力反饋指環(huán)主體(12)由高密度海綿構(gòu)成，力反饋指環(huán)內(nèi)壁上下左右各有一個(gè)壓力傳感器，分別為第一壓力傳感器(14-1)、 第二壓力傳感器(14-2)、第三壓力傳感器(14-3)、第四壓力傳感器(14-4)；其中一個(gè)力反饋指環(huán)(10)外壁水平兩對(duì)側(cè)均粘接有第一金屬固定片(13-1)和第二金屬固定片(13-2)， 第一金屬固定片(13-1)和第二金屬固定片(13-2)的中間開有用于鉸接于拉桿上的小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置，其特征在于所述的三個(gè)驅(qū)動(dòng)器都是由各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪減速器和角度傳感器所組成，各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過各自的齒輪減速器把驅(qū)動(dòng)力傳遞給各自的輸出軸，在每個(gè)輸出軸上均安裝有角度傳感器來檢測(cè)各自的控制輸出的角度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種實(shí)現(xiàn)手指多自由度力反饋的裝置。本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有力反饋數(shù)據(jù)手套存在的力反饋?zhàn)杂啥壬?，限制操作手的自由運(yùn)動(dòng)；結(jié)構(gòu)臃腫，不能實(shí)現(xiàn)雙向主動(dòng)力反饋驅(qū)動(dòng)的缺陷。本實(shí)用新型的固定于手指上的驅(qū)動(dòng)器固定架，固定于驅(qū)動(dòng)器固定架上的驅(qū)動(dòng)器，固定于驅(qū)動(dòng)器輸出軸上的搖臂，鉸接于搖臂上的拉桿，鉸接于拉桿上的力反饋指環(huán)，組成了平行四邊形連桿力反饋機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、力反饋?zhàn)杂啥蓉S富、能根據(jù)從機(jī)械手(或虛擬手)工作在自由空間或約束空間進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)操作者手指運(yùn)動(dòng)的自由跟隨或力反饋，而增強(qiáng)遙操作或虛擬現(xiàn)實(shí)的臨場(chǎng)感。
文檔編號(hào)B25J21/02GK202021609SQ20112010013
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者李曉明, 王興興 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)