[发明专利]一种多自由度力反馈设备末端三维力精度的标定装置

说明书

本发明提出一种多自由度力反馈设备末端三维力精度的标定装置，包括三维电动滑轨和固定在三维电动滑轨上的力检测盒体；所述力检测盒体的内部设置有长方体腔体，所述长方体腔体内间隙配合安装有一个长方体受力部件；所述长方体受力部件的左侧外壁连接多自由度力反馈设备末端，并且长方体受力部件的左侧外壁的中心设置有力觉传感器，以及长方体腔体的上、下、前、后和右侧内壁的中心分别设置有力觉传感器。本发明通过三维电动滑轨可以精确的移动多自由度力反馈设备末端的空间位置，减小了位置误差；通过安装在六个方向上的力觉传感器，独立测量各方向上的输出力，消除了三维力和力矩的耦合影响，通过本装置可以标定并提高力反馈设备输出力的精度。

技术领域

本发明涉及力反馈技术领域，特别是涉及一种多自由度力反馈设备末端三维力精度的标定装置。

背景技术

传统人机交互技术把人的视觉、听觉作对重点研究对象，而较少关注力觉交互技术的研究。力触觉反馈技术利用特殊机械结构和传动装置表现出来的反作用力来模拟真实环境中人所受到作用力的大小、方向以及阻尼感受，给人以力感和运动感的刺激，从而给人提供逼真的力觉感受，能极大地提高人机交互的真实性和沉浸感。

目前广泛使用的力反馈设备有美国SensAble公司的Phantom系列，瑞士ForceDimension公司研制的Delta.6、Omega.7和Sigma.7系列，以及国内研制多自由度力反馈设备，但这些力反馈设备末端的输出力的标定装置却很少出现，使用者大多只能通过力反馈设备配套的软件观察力反馈设备末端的输出力，却不能验证是否达到了输出力的精度，而自主研制的多自由度力反馈设备也需要一种力标定装置来改善力反馈系统的性能，用于改善控制系统的控制参数，以提高多自由度力反馈设备的输出力精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种多自由度力反馈设备末端三维力精度的标定装置，标定精度高，操作简易，结构简单轻巧，便于维修。

技术方案：本发明提出一种多自由度力反馈设备末端三维力精度的标定装置，包括三维电动滑轨和固定在三维电动滑轨上的力检测盒体；所述力检测盒体的内部设置有长方体腔体，所述长方体腔体内间隙配合安装有一个长方体受力部件；所述长方体受力部件的左侧外壁连接多自由度力反馈设备末端，并且长方体受力部件的左侧外壁的中心设置有力觉传感器，以及长方体腔体的上侧内壁、下侧内壁、前侧内壁、后侧内壁和右侧内壁的中心分别设置有力觉传感器。

进一步，所述三维电动滑轨包括电动控制箱，所述电动控制箱包括多个控制按钮和显示力检测盒体空间位置的显示屏，所述控制按钮用于控制位置三维电动滑轨三个轴位移的方向和距离以及位置归零。

进一步，所述三维电动滑轨中直线电动滑轨的有效行程不小于500mm，滑轨位移精度不小于0.1mm。

进一步，所述长方体受力部件通过若干螺柱固定连接多自由度力反馈设备末端。

进一步，所述螺柱的数量为4个，并且对称布置在长方体受力部件的左侧外壁的四个角区域。

进一步，所述力检测盒体的左壁是一个可拆卸端盖

进一步，所述可拆卸端盖通过螺栓固定在力检测盒体上。

进一步，所述可拆卸端盖的右侧外壁设置有定位凸台。

进一步，所述力觉传感器的型号为DYHW-116，半径为10-25mm。