[实用新型]单控制手柄宏动六维控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，特别是涉及一种单控制手柄宏动六维控制器。

背景技术

随着工业生产的工况越来越复杂以至于简单的编程很难完成机械动作；或者工作条件不利于人类身体健康，例如在核辐射特别强的地区工作，此时需要控制器对机器人进行远程控制以完成机器人的动作。

生活中最典型的位移控制器是鼠标，鼠标控制电脑屏幕的小箭头在屏幕内实现二维移动，鼠标是最典型的二维控制器，但随着当今科技的日益发展，工业自动化领域对于多维控制器的需要越来越多，但由于六维控制器功能复杂，目前在国内六维控制器的种类并不多，六维控制器的研究是目前自动控制领域的主要研究问题之一。

申请号200820227632.1公开了一种单控制手柄六维控制器，该控制器通过六组应变片组成全桥电路，六组应变片测量动平台所受的力的大小，通过六组电信号解耦后控制信号源，实现六维运动。但是该控制器是通过检测手柄所受的力的大小去控制被控物体，动平台并没有进行宏观的运动，被控物体的运动与动平台的运动并没有直接的联系，不直观，在一些需要精确控制的场合不利于控制被控物体。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种单控制手柄宏动六维控制器。该控制器可以对某现实物体或者某虚拟物体进行六维位移控制，实现宏动，使被控物体的位移与动平台的位移直接相关，更容易被控制。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种单控制手柄宏动六维控制器，其特征在于该控制器包括六个阻尼器、六个角度测量元件、静平台、三条结构尺寸相同的运动支链、信号采集处理模块、动平台、手柄和存储介质，所述三条结构尺寸相同的运动支链均匀分布在静平台和动平台之间，六个阻尼器和六个角度测量元件成对的分布于三条运动支链的最下端的转动副上；所述动平台的上部安装手柄，角度测量元件通过导线与信号采集处理模块的输入端连接，信号采集处理模块的输出端采用RS485通讯协议与存储介质连接；所述存储介质内加载有运动学正解算法，存储介质与被控物体连接；

所述每条运动支链均包括一个五转动副平面运动链(41)、上连杆(43)、上虎克铰(44)和下虎克铰(42)，五转动副平面运动链(41)的上端连接下虎克铰(42)，下端连接静平台，上虎克铰(44)和下虎克铰(42)之间通过上连杆(43)连接；

五转动副平面运动链(41)是由四个下连杆(411、412、413和414)以及静平台3构成的平面五边形及五个转动副(415、416、417、418和419)构成，其中，静平台作为机架，两个下连杆(411、414)为位于下部的两个连架杆，两个下连杆(412、413)为位于中间的两个连杆，五个转动副(415、416、417、418和419)的轴线相互平行，并均垂直于四个下连杆(411、412、413和414)所在的平面，两个下连杆(411、414)转动作为该运动支链的驱动，两个转动副(415、419)为运动支链的最下层的运动副，每个最下层的运动副上均通过一根长轴安装有一个角度测量元件和一个阻尼器，两个转动副(415、419)通过轴承座与静平台相连接；在两个下连杆(412、413)的铰接处安装下虎克铰，下虎克铰通过上连杆(43)与上虎克铰(44)连接，上虎克铰(44)同时与动平台连接；下虎克铰(42)的第一个转轴(421)的轴线与连接两个下连杆(412、413)的转动副(417)的轴线共线，上虎克铰(44)与下虎克铰(42)在连接它们的上连杆(43)上的第二个转轴(442)与第二个转轴(422)的轴线相互平行；三个上虎克铰的第一个转轴(441)的轴线的相互位置关系为相互平行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用一个控制手柄即可提供六路控制信号源从而实现六维运动的控制。该控制器成本低，结构紧凑，易于加工，操作方便，失真度小(更加灵巧)，刚度大，同时对操作者的要求低，感受直观，不要求操作者有较多的专业知识即可操作。

本实用新型中的被控物体可以是某虚拟物体，也可以是某现实中的实际物体，该控制器能使被控物体的位移与动平台的位移直接相关，而不是与动平台手柄所受的力相关，更加直观，可应用于需要对三维移动和三维转动进行宏动控制的场合。

附图说明

图1为本实用新型单控制手柄宏动六维控制器一种实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型单控制手柄宏动六维控制器一种实施例一个运动支链4的连接结构示意图；