一种具有抓持力反馈的四自由度柔索驱动人机交互装置

摘要

本发明公开了一种具有抓持力反馈的四自由度柔索驱动人机交互装置，包括静平台、四条刚性柔索、四个柔索驱动机构、食指指套、拇指指套、一条弹性柔索。四条刚性柔索两两分为一组，每组刚性柔索分别束结于拇指指套和食指指套上的一点，两个指套由弹性柔索连接。弹性柔索和刚性柔索在拇指指套和食指指套上的束结点共线。通过刚性柔索的张力和弹性柔索的弹力形成的合力可以向操作者提供四个自由度的力觉反馈。本发明采用并联结构，工作空间大，输出力和力矩大；采用柔索驱动，传动结构惯量小，柔索间不易发生干涉，操作灵活；使用的柔索数量少，结构简单，不需改变装置结构即可同时模拟平面三自由度力觉和一自由度抓持感觉；通用性强，应用领域广。

主权项

一种具有抓持力反馈的四自由度柔索驱动人机交互装置，其特征在于：包括静平台、刚性柔索、柔索驱动机构、食指指套、拇指指套、弹性柔索；所述的静平台为矩形结构，四个角上对称设置有四个柔索驱动机构，每个柔索驱动机构与一条刚性柔索的固定端连接，相邻的两条刚性柔索的自由端连接食指指套，另两个刚性柔索的自由端连接拇指指套，所述的食指指套和拇指指套之间连接有弹性柔索；所述柔索驱动机构包括电机、电机座、绞盘、编码器；电机的末端连接有编码器；所述的电机固定在电机座上，电机轴水平插入绞盘的轴孔中，绞盘固定于电机轴上，绞盘随电机轴一同转动；所述的绞盘上缠绕刚性柔索；所述静平台包括支撑板、标定框、导孔板；标定框粘接固定于矩形支撑板上；支撑板内开有矩形凹槽；四个导孔板均匀固定粘接于标定框的四角处；在标定框上并列开有标定槽A与标定槽B，在装置上电后，需要对装置的初始状态进行标定时，需将食指指套和拇指指套平放，分别卡入标定槽A和标定槽B内，使标定槽A与标定槽B同侧的刚性柔索与弹性柔索共线，记录四条刚性柔索在标定框内的初始长度l1，l2，l3，l4，同时将编码器计数清零。