[实用新型]单自由度力反馈手柄

说明书

本实用新型涉及一种单自由度力反馈手柄，直流伺服电机的上端与手柄齿轮箱连接，下端与手柄控制箱连接，齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的一端均插设于手柄齿轮箱内，且分别设置有齿轮A及齿轮B，齿轮B与直流伺电机上端的输出轴连接，齿轮A通过轴系可相对转动地安装在手柄齿轮箱内，并与齿轮B相啮合，齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的另一端为夹持端，在齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的另一端中间设有安装在手柄齿轮箱上的角度限位板；手柄控制箱内分别容置有磁旋转编码器、手柄控制器及手柄驱动器，直流伺服电机下端的输出轴连接有与磁旋转编码器对应设置的磁体。本实用新型具有结构紧凑、重量轻、灵活性及适应性强等特点。

技术领域

本实用新型属于力反馈控制技术、主从遥操作领域，具体地说是一种单自由度力反馈手柄，主要用于远程诊疗急救、远程运动再现与力反馈等远程操作。

背景技术

随着工业技术的迅速发展，多自由度机器人在一些特殊的要求和环境下能够顺利完成复杂的任务，如装配、焊接等行业得到广泛应用，并已经实现了自动化控制；但在核辐射、火灾及反恐作战现场等非结构环境、多样化任务作业中，仍很难实现机器人的自动作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是最常用的操作方法。但现有遥操作系统中主手端手柄处多采用控制按钮触发控制指令，无法对从手末端工具夹持角度进行控制，更无法感知从手末端工具的真实操作力，对远程遥操作控制的直观性、稳定性和可靠性造成影响。

实用新型内容

为了解决遥操作系统采用控制按钮触发控制指令存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种单自由度力反馈手柄。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括手柄齿轮箱、齿轮力反馈压板A、角度限位板、齿轮力反馈压板B、直流伺服电机、手柄控制箱、磁体、磁旋转编码器、手柄控制器及手柄驱动器，其中直流伺服电机的上端与手柄齿轮箱连接，下端与手柄控制箱连接，所述齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的一端均插设于手柄齿轮箱内，且分别设置有齿轮A及齿轮B，该齿轮B与所述直流伺服电机上端的输出轴连接，所述齿轮A通过轴系可相对转动地安装在手柄齿轮箱内，并与所述齿轮B相啮合，所述齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的另一端为夹持端，在该齿轮力反馈压板A与齿轮力反馈压板B的另一端中间设有安装在所述手柄齿轮箱上的角度限位板；所述手柄控制箱内分别容置有磁旋转编码器、手柄控制器及手柄驱动器，所述直流伺服电机下端的输出轴连接有与磁旋转编码器对应设置的磁体；所述直流伺服电机通过齿轮A、齿轮B的啮合驱动齿轮力反馈压板A、齿轮力反馈压板B开合，所述磁体随直流伺服电机下端的输出轴旋转，通过所述磁旋转编码器采集齿轮力反馈压板A、齿轮力反馈压板B的开合角度；

其中：所述手柄控制箱的上端与直流伺服电机的下端相连，手柄控制箱8的下端连接有手柄下安装板，该手柄下安装板的上表面安装有铜柱，所述磁旋转编码器、手柄控制器及手柄驱动器由上至下分别安装于该铜柱上；

所述手柄控制器、手柄驱动器及直流伺服电机顺序连接；

所述直流伺服电机下端的输出轴通过磁体转接轴与磁体连接；

所述手柄齿轮箱的上端安装有手柄上安装板，下端与所述直流伺服电机的上端相连，所述轴系的两端分别安装于手柄上安装板及手柄齿轮箱的底板上，所述齿轮A转动安装在该轴系上。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型有效避免了传统手柄采用按钮触发控制指令的弊端，不仅使操作者对末端工具的夹持角度进行实时控制，同时操作者可感知从手末端工具操作力，实现末端工具的真实力再现，提高主从遥操作的直观性、可靠性与稳定性。

2.本实用新型结构紧凑、重量轻、灵活性与适应性强，可广泛应用于远程诊疗急救、远程运动再现与反馈等遥操作技术领域。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；