[发明专利]一种力反馈主从操作控制器

说明书

本申请公开了一种力反馈主从操作控制器，包括可配置动平台以及四组支链组件；其中，可配置动平台包括：平行四边形构件，平行四边形构件的四个端点均设置有旋转关节；用于带动平行四边形构件的第一侧边两端旋转关节转动的传动件；手持组件，设于传动件上，手持组件包括与传动件连接的第一手持件以及可上下滑动的第二手持件；连接件，连接件的第一端铰设于第二手持件上，第二端铰设于平行四边形构件的第三侧边上，第三侧边与第一侧边通过伸缩构件连接，以使第三侧边与第一侧边可相互靠近或远离。本申请解决了相关技术中的力反馈主手操作器存在缺乏夹持自由度、末端重量大导致运动惯性大和动态性能差、旋转空间小的问题。

技术领域

本申请涉及触觉装置领域，具体而言，涉及一种力反馈主从操作控制器。

背景技术

遥操作系统扩展了人类的操作范围，可以让操作者在安全、舒适的环境下，操作远端设备进行作业，在太空和深海探测、原子能、医疗等领域受到广泛应用。触觉装置采集遥操作中操作者的意图和位置命令，并将从端与环境的接触信息以力觉的方式反馈给操作者，是遥操作系统的核心部件之一。

触觉装置主要由动平台以及运动构件组成，其主要性能指标有维度、工作空间、力反馈能力、惯量、可操作性等，不同的操作任务对性能指标的需求不同，为了满足复杂应用场景的指标需求，触觉装置应该满足应用场景对运动维度的需求，具备全空间自由度调整和力反馈能力，能够操作从手完成空间3个维度的平移，3个维度的姿态调整；构型能够方便夹持自由度的扩充，以提供从端的操作力信息。

尽管市场上已经出现商业化主手，但在面对复杂应用场景时，依然存在缺乏夹持自由度、末端重量大导致运动惯性大和动态性能差、旋转空间小、力反馈能力不足等问题。

针对相关技术中的力反馈主手操作器存在缺乏夹持自由度、末端重量大导致运动惯性大和动态性能差、旋转空间小的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种力反馈主从操作控制器，以解决相关技术中的力反馈主手操作器存在缺乏夹持自由度、末端重量大导致运动惯性大和动态性能差、旋转空间小的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种力反馈主从操作控制器，该力反馈主从操作控制器，包括：可配置动平台以及四组支链组件；其中，所述可配置动平台包括：平行四边形构件，所述平行四边形构件的四个端点均设置有旋转关节；用于带动所述平行四边形构件的第一侧边两端旋转关节转动的传动件，所述传动件铰设于所述第一侧边上；手持组件，设于所述传动件上，所述手持组件包括与所述传动件连接的第一手持件以及可上下滑动的第二手持件；连接件，所述连接件的第一端铰设于所述第二手持件上，第二端铰设于平行四边形构件的第三侧边上，所述第三侧边与所述第一侧边相对分布，且所述第三侧边与所述第一侧边通过伸缩构件连接，以使第三侧边与第一侧边可相互靠近或远离；用于保持平行四边形构件相对边平行特性的辅助连杆；U形构件，所述平行四边形构件设于所述U形构件呈开口的一端，所述平行四边形构件的第一侧边呈T形设置并与所述U形构件的底边铰接；四组所述支链组件分别与所述U形构件两端和所述第三侧边两端通过铰链铰接。

进一步的，伸缩构件包括：与所述第一侧边通过旋转关节铰接的第一段以及与所述第三侧边通过旋转关节铰接的第二段；其中，所述第一段与所述第二段滑动连接，以使第一侧边和第三侧边相互靠近或远离。

进一步的，第一段设为与所述第一侧边通过旋转关节铰接的直线滑动轴承，所述第二段设为与所述第三侧边通过旋转关节铰接的连轴，所述连轴套设在所述直线滑动轴承内并滑动连接。

进一步的，传动件包括竖直铰设于所述第一侧边中部的安装轴，以及设于安装轴上的绕线盘，所述第一手持件固定在所述安装轴上；

所述第一侧边两端的旋转关节包括竖直设于第一侧边的转轴以及设于所述转轴上的转盘，转盘与所述绕线盘传动连接，所述伸缩构件的第一段与转盘固连，以使伸缩构件随转盘同步旋转。