[发明专利]一种用于机械臂控制的六维操作手柄

权利要求书

1.一种用于机械臂控制的六维操作手柄，用于操控具有六自由度及低于六自由度的机械臂，其特征在于：包括手柄主体和安装在手柄主体上的嵌入式光电轨迹球、Z向运动开关及IMU姿态传感器，所述手柄主体下方设有一个供光电轨迹球滚动的工作平面，所述IMU姿态传感器用于检测手柄主体的姿态信息，所述嵌入式光电轨迹球位于手柄主体的底部，用于获取六维操作手柄在工作平面内的方向和速度信息，所述Z向运动开关能发出沿手柄主体轴向运动信息；定义机械臂执行末端坐标系X_pY_pZ_p的Z_p轴与与执行末端的轴线重合，X_pO_pY_p平面与执行末端轴线垂直，工作平面对应机械臂执行末端坐标系中的X_pO_pY_p平面，手柄主体的轴线对应机械臂执行末端坐标系中的Z轴，建立手柄主体与执行末端动作的映射关系，使得执行末端跟随手柄主体动作而动作。

2.如权利要求1所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述手柄主体底部设有安装槽，所述嵌入式光电轨迹球通过螺栓能拆卸的安装在安装槽内。

3.如权利要求1所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述Z向运动开关包括正方向运动开关和负向运动开关，两个运动开关均为自复位式压力开关。

4.如权利要求3所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述手柄主体中部为便于握持的缩径部，所述正方向运动开关和负向运动开关以上下方式排布安装在手柄主体的中部缩径处。

5.如权利要求1所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述IMU姿态传感器安装于手柄主体顶部。

6.如权利要求5所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述IMU姿态传感器测量的姿态信息包括与工作平面的夹角以绕手柄主体轴线转动的转动角。

7.如权利要求1-6任意一项所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述手柄主体整体采用3D打印制作，手柄主体内部为便于布线的中空。

8.如权利要求7所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述IMU姿态传感器通过螺栓模块化的安装在中空手柄主体顶部。

9.如权利要求1-6任意一项所述用于机械臂控制的六维操作手柄，其特征在于：所述IMU姿态传感器和手柄主体中心轴线共线，并该中心轴线穿过嵌入式光电轨迹球的球心。