[实用新型]八自由度局部力反馈仿生上肢外骨骼主手

说明书

本实用新型涉及一种八自由度局部力反馈仿生上肢外骨骼主手，一自由力反馈手部组件安装在掌屈背屈关节组件上，尺屈挠屈关节组件与一自由度前臂回旋组件连接；一自由度肘关节组件的一端与一自由度前臂回旋组件连接，另一端与一自由度肩部屈伸组件的一端相连，一自由度肩部屈伸组件的另一端通过肩部调节板A与一自由度肩部回旋组件的一端连接，一自由度肩部回旋组件的另一端通过肩部调节板B与一自由度肩部外展内收组件的一端相连，一自由度肩部外展内收组件的另一端安装在背部调节板上；一自由度肘关节组件与一自由度肩部屈伸组件的连接处安装有上臂绑带组件。本实用新型具有结构紧凑、重量轻、灵活性、适应性强等特点。

技术领域

本实用新型属于外骨骼机器人技术、主从遥操作领域，具体地说是一种八自由度局部力反馈仿生上肢外骨骼主手。

背景技术

随着工业技术的迅速发展，七自由度串联机器人由于具有较高的灵活性、可靠性和适应性，能够避免六自由度串联机器人中经常出现的结构奇异性问题以及关节限制问题，具备较强的避障能力，在一些特殊的要求和环境下能够顺利完成复杂的任务，如装配、焊接等行业得到广泛应用，并已经实现了自动化控制。但在核辐射、火灾及反恐作战现场等非结构环境、多样化任务作业中，仍很难实现机器人的自动作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是最常用的操作方法。

七自由度串联机器人在控制过程中需要多个关节的控制参数，以在从端复现主端操作者上肢作业动作，实现非结构环境下的复杂任务作业。但现有主从遥操作系统中，一方面主端操作器多采用与人体手臂异构的六自由度力反馈控制器实现主从末端工具的笛卡尔空间位姿控制，无法对从端机械臂各关节进行有效控制与路径规划，降低了七自由度串联机器人灵活性、适应性与避障能力；一方面主端手部处多采用控制按钮触发控制指令，无法感知从手末端工具的真实操作力，影响操作直观性；另一方面，现有全局力反馈主手对各个关节均加入电机、减速机、力矩传感器和编码器等，大部分重量都集中在手臂穿戴部分，存在结构尺寸大、质量大，造成人体负担过重，只能固定使用的问题，影响作业时操作者视角，甚至存在盲点。

实用新型内容

针对现在串联机器人存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种八自由度局部力反馈仿生上肢外骨骼主手。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括一自由力反馈手部组件、二自由度腕部关节组件、一自由度前臂回旋组件、一自由度肘关节组件、一自由度肩部屈伸组件、一自由度肩部回旋组件、一自由度肩部外展内收组件、上臂绑带组件及用于支撑整个所述外骨骼主手的背部调节板，其中二自由度腕部关节组件包括转动连接的掌屈背屈关节组件及尺屈挠屈关节组件，所述一自由力反馈手部组件安装在掌屈背屈关节组件上，该尺屈挠屈关节组件与所述一自由度前臂回旋组件连接；所述一自由度肘关节组件的一端与一自由度前臂回旋组件连接，另一端与所述一自由度肩部屈伸组件的一端相连，该一自由度肩部屈伸组件的另一端通过肩部调节板A与所述一自由度肩部回旋组件的一端连接，该一自由度肩部回旋组件的另一端通过肩部调节板B与所述一自由度肩部外展内收组件的一端相连，该一自由度肩部外展内收组件的另一端安装在所述背部调节板上；所述一自由度肘关节组件与一自由度肩部屈伸组件的连接处安装有上臂绑带组件；