[实用新型]力和力矩反馈装置及其连接模块

说明书

本实用新型公开了一种力和力矩反馈装置及其连接模块。力和力矩输出设备包括基座、机械臂和第一电位计。机械臂通过第一电位计与基座连接。连接模块包括两个连接公头、两个手柄、第二电位计以及旋转轴。连接公头的上端与机械臂连接，连接公头的下端安装于旋转轴上，机械臂的上端可转动地安装于旋转轴上并布置在两个连接公头之间，第二电位计固定安装于连接公头上并与手柄配合。本实用新型所提供的连接模块，采用简单的连接结构可将两个力和力矩输出设备有效连接，提供额外的力矩反馈，满足力/力矩的反馈输出需求。结构精小，机构运行稳定可靠。

技术领域

本实用新型涉及力/力矩输出领域，具体涉及一种力和力矩反馈装置及其连接模块。

背景技术

目前市场上的兼具力/力矩输出的反馈设备，基本采用混联的设计结构。只拥有力输出的反馈设备，一般有串联或并联的结构形式。串联结构是一种开式运动链机构，它是由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联形成的。并联结构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。混联是运动链中既有串联也有并联的运动形式。

市场上的兼具力/力矩输出的反馈设备大多价格昂贵，且控制和使用方式复杂，并不适用于所有的需求者。而只拥有力输出的反馈设备，无法满足有力矩反馈工况的需求。

实用新型内容

针对现有设备下无法经济地满足对于力/力矩的反馈输出需求的现状，本实用新型提供了一种结构简单，经济可行，易加工制作的力/力矩反馈装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于连接两个力和力矩输出设备的连接模块，所述力和力矩输出设备包括基座、机械臂和第一电位计，所述机械臂通过所述第一电位计与所述基座连接，所述连接模块包括两个连接公头、两个手柄、第二电位计以及旋转轴，所述连接公头的上端与所述机械臂连接，所述连接公头的下端安装于所述旋转轴上，所述机械臂的上端可转动地安装于所述旋转轴上并布置在两个连接公头之间，所述第二电位计固定安装于所述连接公头上并与所述手柄配合。

在一个实施例中，所述连接公头与所述手柄通过轴孔配合形成旋转副。

在一个实施例中，所述手柄与所述第二电位计的内圈配合，以测量所述手柄和所述连接公头的旋转角度。

在一个实施例中，所述连接模块还包括弹簧，所述两个手柄中的一个手柄的外形面与另一个手柄的内孔面构成旋转副并与所述复位弹簧耦合，以使得无使用者操作时，所述手柄保持常闭状态。

在一个实施例中，所述连接模块还包括盖板和支撑轴承，所述盖板上设有轴承孔，所述支撑轴承安装在所述旋转轴上并与所述轴承孔配合，所述盖板固结在所述连接公头上。

在一个实施例中，所述连接模块还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母安装于所述旋转轴上并限定所述支撑轴承。

在一个实施例中，所述设备包括多个机械臂，所述多个机械臂依次通过第一电位计连接，其中，相邻的基座与机械臂之前以及相邻的多个机械臂之间安装电机，以驱动相邻的机构进行旋转运动。

在一个实施例中，所述手柄的末端设置有便于握持的圆环。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种力和力矩反馈装置，所述力和力矩反馈装置包括两个力和力矩输出设备以及连接模块，所述力和力矩输出设备包括基座、机械臂和第一电位计，所述机械臂通过所述第一电位计与所述基座连接，其中，所述连接模块是上述的连接模块。

本实用新型的每个力和力矩输出设备可以提供三自由度的力输出，在本实用新型中通过将两个设备耦合，从而能产生三自由度力，以及可以生成除连接线外的力矩。由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型所提供的连接模块，采用简单的连接结构可将两个力和力矩输出设备有效连接，提供额外的力矩反馈，满足力/力矩的反馈输出需求。结构精小，机构运行稳定可靠。

附图说明