[发明专利]一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手

说明书

本发明公开了一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，包括第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件、旋转部件和按钮开关，第一连杆部件的输出端为在水平面内旋转的输出盘，第二连杆部件和第三连杆部件在所述输出盘上，第二连杆部件输出轴驱动第二连杆在竖直面内摆动，第三连杆部件输出轴水平设置，其通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动进而驱动第三连杆在竖直面内摆动；第四连杆部件转动连接在第三连杆上方，并以第四连杆为轴线相对转动；第五连杆部件转动连接在第四连杆上方，并在竖直面内摆动；旋转部件转动连接在第五连杆部件上方，并以垂直第五连杆部件为轴线相对转动；按钮开关安装在第五连杆部件外侧。

技术领域

本发明涉及机器人遥操作技术领域，具体涉及一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手。

背景技术

随着工业和自动化技术的发展，工业机器人在装配、焊接、搬运等行业实现了自动化作业，但在高压带电、水下、高危救援、化学及放射物污染等非稳定安全环境、多样化任务作业中，很难实现机器人自动化作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是既保证安全又能使人员参与控制的操纵方法。

遥操作技术主要应用于人类本身无法直接到达或者客观的安全条件制约着人类无法进入的作业环境。主从机器人遥操作系统可在非确定环境下进行复杂的操纵作业临场感技术为人-机器人间和机器人-环境间创建了一种和谐的多维信息交互环境，在较高级的主从系统中广泛采用力觉临场感技术，使操作者对所操纵作业的过程具有真实的力觉感受。

遥操作主手是一种人机交互与位置测量的装置。近年来，先进的遥操作主手加入了力反馈功能，能够提供高度的力觉临场感。这使得遥操作主手在电力领域、核工业领域、航天领域、海洋探索以及生物医学等领域得到更广泛的应用。

中国专利文献CN103170961B公开了一种“模块化主从操作机械臂控制主手”，该主手结构尺寸和质量较大，只能固定使用，且在操作时不能向操作者提供力反馈。

中国专利文献CN 105690386B公开了“一种机械手臂遥操作系统及遥操作方法”，该机械手臂遥操作系统结构复杂，只能固定使用，且无力反馈功能。

目前，具有力觉反馈的遥操作主手均存在整体结构尺寸和质量较大，关节处的重力补偿力矩过大，主手总体结构不合理，并且导致了主手只能固定使用，在作业时操作者的视角固定甚至存在盲点，须依靠多视角的图像显示系统进行操作，主从遥操作的透明度低；另外，现有遥操作主手一般没有多余的控制开关，对从端机械臂末端附加的可控工具需另外添加控制装置。

发明内容

本发明的目的为提供一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提出的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，包括第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件、旋转部件和按钮开关，所述的第一连杆部件驱动一个输出盘在水平面内旋转；第二连杆部件和第三连杆部件安装在所述的第一连杆部件输出盘上，第二连杆部件输出轴驱动第二连杆在竖直面内摆动，所述的第二连杆部件输出轴作为第三连杆部件的驱动；第三连杆部件与第二连杆部件同轴设置，第三连杆部件通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动，所述的第三连杆部件随动轴驱动第三连杆在竖直面内摆动；第四连杆部件在第三连杆上方并与其转动连接，第四连杆部件以第四连杆为轴线相对转动；第五连杆部件与第四部件转动连接，第五连杆部件在竖直面内摆动；旋转部件在第五连杆部件上方并与其转动连接，旋转部件以垂直第五连杆部件为轴线相对转动；按钮开关安装在第五连杆部件外侧。

作为进一步的技术方案，所述的第一连杆部件包括第一电机、第一减速机和第一编码器；所述的第一电机的输出轴竖直设置，其与第一减速机相连，所述的第一减速机与第一编码器、所述的输出盘相连；所述的第一连杆部件输出盘可在水平面内旋转。