[发明专利]一种具有力觉感知的多自由度操作机器人

权利要求书

1.一种具有力觉感知的多自由度操作机器人，其特征在于，包括：

末端执行部件；

与所述末端执行部件连接的传动部件；所述传动部件设置于能沿竖向做升降运动的升降平台上，所述传动部件与所述升降平台可同步运动；通过所述传动部件带动所述末端执行部件实现多自由度的运动；

设置于所述末端执行部件上的力觉感知装置，用于反馈执行件所受外力；

与所述末端执行部件偏心设置的第一促动器；所述第一促动器驱动所述末端执行部件绕其轴心在竖直平面上做圆周运动；

与所述传动部件连接的第二促动器、第三促动器，其中，所述第二促动器驱动所述传动部件沿其所在平面内做水平方向的直线运动，从而带动所述末端执行部件在水平面内沿水平方向做直线运动；所述第三促动器驱动所述传动部件做俯仰运动，带动所述末端执行部件做俯仰运动；使所述机器人实现包括末端执行件空间位置以及俯仰角姿态的四个自由度；

所述传动部件包括：

设置于所述升降平台上的旋转支撑平台；所述旋转支撑平台能做旋转运动，并在所述升降平台的带动下进行同步运动；

设置于所述旋转支撑平台上方的导轨底座，所述导轨底座的下方设有垂直于导轨方向的传动轴；所述传动轴的两端面分别设有凸出的第一平面轴、第二平面轴；

设置于所述旋转支撑平台上的轴承支承座，所述轴承支座上设有与所述传动轴连接的第一轴承；

设置于所述导轨底座上方的导轨；所述导轨上设有与其相配合的滑块，所述滑块能沿导轨方向移动；

与所述滑块连接的移动平台，所述移动平台在所述滑块的带动下进行同步移动；

第一连杆，所述第一连杆的下端通过第二轴承与所述移动平台侧面连接；

第二连杆，所述第二连杆的上端通过第三轴承与所述第一连杆的上端连接，所述第二连杆的下端用于连接所述第二促动器；所述第三轴承的轴向与水平方向平行；

所述第二连杆在所述第二促动器的作用下做圆周运动，所述第一连杆的上端点与所述第二连杆的一端通过第三轴承连接，做圆周运动，所述第一连杆的下端点与所述移动平台连接做沿所述导轨方向上的直线运动；所述滑块、所述移动平台、所述第一连杆、所述第二连杆的运动均位于同一竖直平面内；

所述末端执行部件包括：

与所述第一促动器同轴设置的底座；

设置于所述底座上的外壳；所述外壳具有水平容置空间，且所述水平容置空间的一端为敞口端，所述水平容置空间的敞口端与所述底座连接，使所述敞口端封闭形成封闭空间；

设置于所述水平容置空间一端的执行件安装座；且所述执行件安装座与所述底座偏心设置；

与所述执行件安装座固定的执行件；所述执行件的一端穿过所述外壳插入所述执行件安装座内并通过顶紧螺钉固定；且所述执行件与所述底座偏心设置；所述第一促动器带动所述底座绕自身轴心转动，使所述执行件安装座可绕所述底座的轴心在垂直于所述导轨方向的平面上做圆周运动；

设置于所述水平容置空间敞口端的弹簧，所述弹簧的一端与所述执行件安装座的末端连接，所述弹簧的另一端抵住所述底座；

所述力觉感知装置包括：

设置于所述弹簧另一端的第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述弹簧的另一端连接；所述第一压力传感器用于采集所述执行件所受到的轴向力；

设置于所述执行件安装座一侧的第二压力传感器；

设置于所述执行件安装座另一侧的第三压力传感器，所述第三压力传感器与所述第二压力传感器对称布置；所述第二压力传感器与所述第三压力传感器用于采集所述执行件受到的周向力以及水平面上垂直于所述导轨方向的力；

设置于所述传动轴一侧的断电抱闸装置；所述断电抱闸装置包括：

设置于所述旋转支撑平台上的抱闸支撑座，所述抱闸支撑座的下方通过螺栓与所述旋转支撑平台固定；

设置于所述抱闸支撑座上的抱闸；所述抱闸设置于所述传动轴的一侧，所述抱闸通过第一法兰盘与所述传动轴的第一平面轴连接；所述抱闸与所述传动轴同轴设置；当设备断电时所述抱闸抱紧所述导轨底座下方的传动轴，使所述导轨姿态在断电阶段处于锁死状态，同时减轻所述第三促动器主动轴所受的周向力；

所述第三促动器设置于所述旋转支撑平台上，并位于所述导轨底座的另一侧；所述第三促动器通过第二法兰盘与所述传动轴的第二平面轴连接；所述第三促动器、所述传动轴以及所述抱闸同轴设置；在通电情况下，所述第三促动器的主动轴带动所述导轨底座下方的传动轴转动，调整上方所述导轨俯仰角；此时所述抱闸起到了轴承的作用；

所述第二促动器设置于所述导轨底座的端部，并靠近于所述导轨的一端；所述第二促动器通过第三法兰盘与所述第二连杆的下端固定。