用于人机交互的多自由度力觉反馈装置

摘要

本发明涉及一种用于人机交互的多自由度力觉反馈装置，包括支架、上臂连杆机构、连杆机构连接件、下臂连杆机构、肩关节纵向力反馈电机、肩关节横向力反馈电机、肘关节纵向力反馈电机、肘关节横向力反馈电机、腕关节轴向力反馈电机、腕关节径向力反馈电机、肩关节电机固定架、腕关节轴向电机固定架、腕关节径向电机固定架和手柄，本发明用于人机交互的多自由度力觉反馈装置，上臂连杆机构和下臂连杆机构通过串联方式连接，机构简单，便于加工安装和调试，同时每个机构可以单独驱动，简化了计算机的控制算法。

主权项

一种用于人机交互的多自由度力觉反馈装置，包括支架(1)、上臂连杆机构、连杆机构连接件(12)、下臂连杆机构、肩关节纵向力反馈电机(2)、肩关节横向力反馈电机(3)、腕关节轴向力反馈电机(6)、腕关节径向力反馈电机(7)、肩关节电机固定架(8)、腕关节轴向电机固定架(9)、腕关节径向电机固定架(10)、手柄固定板(19)和手柄(11)；所述的肩关节电机固定架(8)固定在支架(1)的顶部，所述的肩关节电机固定架(8)上设置肩关节纵向力反馈电机(2)和肩关节横向力反馈电机(3)，所述的肩关节纵向力反馈电机(2)的输出轴和肩关节横向力反馈电机(3)的输出轴垂直，所述的腕关节轴向电机固定架(9)上设置腕关节轴向力反馈电机(6)，所述的腕关节径向电机固定架(10)上设置腕关节径向力反馈电机(7)，所述的腕关节径向力反馈电机(7)的输出轴与腕关节轴向力反馈电机(6)的输出轴垂直，所述的腕关节径向力反馈电机(7)的输出轴与手柄固定板(19)一端垂直连接，所述的手柄固定板(19)的另一端连接手柄(11)，其特征是：所述用于人机交互的多自由度力觉反馈装置还包括：肘关节纵向力反馈电机(4)和肘关节横向力反馈电机(5)，所述的上臂连杆机构包括平行设置的第一上杆(13)和第一下杆(14)，所述的肩关节纵向力反馈电机(2)的输出轴与第一上杆(13)的一侧铰接，所述的第一上杆(13)相对于肩关节纵向力反馈电机(2)的输出轴转动的方向与肩关节纵向力反馈电机(2)的输出轴旋转的方向垂直，所述的肩关节横向力反馈电机(3)的输出轴与第一下杆(14)的一侧铰接，所述的第一下杆(14)相对于肩关节横向力反馈电机(3)的输出轴转动的方向与肩关节横向力反馈电机(3)的输出轴旋转的方向垂直，所述的第一上杆(13)和第一下杆(14)远离肩关节电机固定架(8)的一端分别与连杆机构连接件(12)铰接，所述的连杆机构连接件(12)上设置肘关节纵向力反馈电机(4)和肘关节横向力反馈电机(5)，所述的肘关节纵向力反馈电机(4)的输出轴和肘关节横向力反馈电机(5)输出轴垂直，所述的下臂连杆机构包括平行设置的第二上杆(15)和第二下杆(16)，所述的肘关节纵向力反馈电机(4)的输出轴与第二上杆(15)铰接，所述的第二上杆(15)相对于肘关节纵向力反馈电机(4)的输出轴转动的方向与肘关节纵向力反馈电机(4)的输出轴旋转的方向垂直，所述的肘关节横向力反馈电机(5)的输出轴与第二下杆(16)铰接，所述的第二下杆(16)相对于肘关节横向力反馈电机(5)的输出轴转动的方向与肘关节横向力反馈电机(5)的输出轴旋转的方向垂直，所述的第二上杆(15)和第二下杆(16)远离连杆机构连接件(12)的一端分别与腕关节轴向电机固定架(9)铰接，所述的腕关节轴向力反馈电机(6)的输出轴固定连接有第一齿轮(17)，所述的腕关节轴向电机固定架(9)上还设置有第二齿轮(18)，所述的第二齿轮(18)通过轴承固定在腕关节轴向电机固定架(9)上，所述的第二齿轮(18)与第一齿轮(17)啮合，所述第二齿轮(18)的轮侧面连接腕关节径向电机固定架(10)。