[实用新型]一种连杆结构操作手中俯仰自由度冗余姿态结构

说明书

一种连杆结构操作手中俯仰自由度冗余姿态结构。本实用新型涉及一种冗余姿态结构，本实用新型为解决现有技术中主从式遥操作结构在操作手俯仰、偏转与旋转动作作为姿态，容易产生奇异位形，影响主操作手灵巧度的问题，它包括姿态俯仰机构、姿态回转机构、姿态偏转机构、姿态俯仰冗余机构、水平杆机构、第一‘L’形杆、第二‘L’形杆和第三‘L’形杆；姿态俯仰机构包括第一姿态回转电机和第一转体；姿态偏转机构包括第二姿态回转电机和第二转体；姿态俯仰冗余机构包括第三姿态回转电机和第三转体；水平杆机构包括第四姿态回转电机、第四转体和水平杆，本实用新型属于操作手领域。

技术领域

本实用新型涉及一种冗余姿态结构，具体涉及一种连杆结构操作手中俯仰自由度冗余姿态结构，属于机器人领域。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人在人们生产生活中的应用越来越广泛，而目前多为主从式遥操作结构，主操作手从操作人员处获得动作信息，然后通过控制系统向从端器械发送指令，从而完成手术动作，因此，主操作手可以把位姿、速度等信息通过远程操作系统传送到从端器械，实现从端机构与人员操作动作一致运动。而主操作手俯仰、偏转与旋转动作作为姿态，容易产生奇异位形，进而产生影响主操作灵巧度的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中主从式遥操作结构在操作手俯仰、偏转与旋转动作作为姿态，容易产生奇异位形，影响主操作手灵巧度的问题，进而提供一种连杆结构操作手中俯仰自由度冗余姿态结构。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：它包括姿态俯仰机构、姿态回转机构、姿态偏转机构、姿态俯仰冗余机构、水平杆机构、第一‘L’形杆、第二‘L’形杆和第三‘L’形杆；姿态俯仰机构包括第一姿态回转电机和第一转体；姿态偏转机构包括第二姿态回转电机和第二转体；姿态俯仰冗余机构包括第三姿态回转电机和第三转体；水平杆机构包括第四姿态回转电机、第四转体和水平杆，第四姿态回转电机外壳的一端水平固定安装在水平杆的一端上，第四转体固定安装在第四姿态回转电机的转轴输出端上，第三‘L’形杆的一端与第四转体固定连接，第三‘L’形杆的另一端与第三姿态回转电机外壳的外侧壁固定连接，第三转体固定安装在第三姿态回转电机的转轴输出端上，第二‘L’形杆的一端与第三转体固定连接，第二‘L’形杆的另一端与第二姿态回转电机外壳的外侧壁固定连接，第二转体固定安装在第二姿态回转电机的转轴输出端上，第一‘L’形杆的一端与第二转体固定连接，第一‘L’形杆的另一端与第一姿态回转电机外壳的外侧壁固定连接，第一转体固定安装在第一姿态回转电机的转轴输出端上，姿态回转机构固定安装在第一转体上，第二姿态回转电机转轴的轴线与第四姿态回转电机转轴的轴线重合，第一姿态回转电机转轴的轴线与第三姿态回转电机转轴的轴线垂直设置，第一姿态回转电机转轴的轴线与第二姿态回转电机转轴的轴线垂直设置，第三姿态回转电机转轴的轴线与第二姿态回转电机转轴的轴线垂直设置。

本实用新型的有益效果：

1.原理上本结构创新性的添加了冗余俯仰自由度，解决连杆姿态结构全范围运动中的奇异位形问题，提高了姿态机构的灵活性及操作空间。

2.结构上对于操作人员的姿态操作运动中避免与手部的干涉碰撞，更加符合人体工学；

3.俯仰自由度的冗余使得整个姿态结构与位置结构衔接方式为直连，大大降低冗余自由度关节结构设计的难度，对于要求主动运动的操作手中就避免了直角传动的设计，简化结构，提高动力传递的效率和准确性。

4.此种方式提高了水平杆的安装高度，使水平杆的在俯仰自由度轴线上，并且间接的使得姿态结构自身的尺寸增加为水平连杆的长度当中，这样在设计水平杆的时候就可以相应的缩短尺寸，减小整体结构的尺寸、体积。