[发明专利]一种遥操作磁悬浮力反馈装置

说明书

本发明涉及遥操作技术领域，公开了一种遥操作磁悬浮力反馈装置，包括控制模块、关节反馈装置和末端执行器反馈装置，关节反馈装置和末端执行器反馈装置均设置有至少一个力反馈单元，力反馈单元包括定子和设置在定子中的转子，转子的一侧设置有第一转子接口，定子的外侧设置有定子接口，定子中设置有隔离带，定子的内壁和转子的外壁产生的磁力相斥，使得转子在定子中悬浮；控制模块与关节反馈装置和末端执行器反馈装置均电连接，以控制隔离带一侧的定子磁力减小、隔离带另一侧的定子磁力增加，使得转子的外壁与定子的内壁接触产生摩擦力。本发明无需根据不同关节转动特点设置多种结构，利用磁悬浮结构作为力反馈单元，使得反馈的的作用力更加精准。

技术领域

本发明涉及遥操作技术领域，特别是涉及一种遥操作磁悬浮力反馈装置。

背景技术

遥操作是一种可交互操作平台，面对可视设备进行操作控制时，由于缺乏触觉效果，在有些领域(如外科手术等)，在虚拟环境下完成的操作与真实环境差别很大。为了解决上述难题，力反馈概念引入遥操作系统，通过对工作设备所受压力和目标的形变过程进行实时数值计算，模拟出目标的变形情况和工作设备的受力状态，并通过外接的力反馈输出设备，使操作人员感知到反馈力的存在，更好的达到工作要求。但是，目前的力反馈装置的机械结构零件较多，结构复杂，需要根据不同关节转动特点设置多种结构，导致穿戴设备穿戴过程复杂，设备自重较重，影响操作者活动的灵活性。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种遥操作磁悬浮力反馈装置，以解决现有力反馈装置结构复杂，需要根据不同关节转动特点设置多种结构的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述遥操作磁悬浮力反馈装置，包括控制模块、用于反馈机械臂受力的关节反馈装置和用于反馈机械手受力的末端执行器反馈装置，所述关节反馈装置和所述末端执行器反馈装置均设置有至少一个力反馈单元，所述力反馈单元包括定子和设置在所述定子中的转子，所述转子的一侧设置有第一转子接口，所述定子的外侧设置有定子接口，所述定子中设置有隔离带，所述定子的内壁和所述转子的外壁产生的磁力相斥，使得所述转子在所述定子中悬浮；所述控制模块与所述关节反馈装置和所述末端执行器反馈装置均电连接，以控制所述隔离带一侧的定子磁力减小、所述隔离带另一侧的定子磁力增加，使得所述转子的外壁与所述定子的内壁接触产生摩擦力。

优选地，所述转子的另一侧设置有第二转子接口，且所述第二转子接口上覆盖有可产生磁力的封口盖。

优选地，所述关节反馈装置包括多个依次连接的所述力反馈单元，相邻的所述力反馈单元通过连接杆连接，所述连接杆的一端连接其中一个所述力反馈单元的所述第一转子接口，所述连接杆的另一端连接相邻的所述力反馈单元的所述定子接口。

优选地，所述关节反馈装置还包括两个辅助固定杆，其中一个所述辅助固定杆与其中一端的所述力反馈单元的所述第一转子接口连接；另一个所述辅助固定杆通过所述连接杆与另一端的所述力反馈单元的所述定子接口连接。

优选地，所述控制模块内置于所述辅助固定杆中。

优选地，每个所述力反馈单元在所述定子的外侧均设置有两个导线接口，其中一个所述力反馈单元的两个所述导线接口各通过导线连接一个相邻的所述力反馈单元的所述导线接口。

优选地，所述末端执行器反馈装置包括控制主机、角度辅助连杆、固定把手、活动把手和所述力反馈单元，所述控制模块内置于所述控制主机中，所述固定把手固定在所述控制主机上，所述角度辅助连杆的一端与所述力反馈单元的第一转子接口连接，所述角度辅助连杆的另一端与所述控制主机连接，所述活动把手与所述力反馈单元的定子接口连接，所述力反馈单元与所述控制主机电连接。

优选地，所述角度辅助连杆包括相对间隔设置的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆设置在所述第一转子接口的一侧，所述第二连杆设置在所述第一转子接口的另一侧，不同的所述末端执行器反馈装置，所述第二连杆的宽度不同。