[发明专利]一种具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手

权利要求书

1.一种具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，包括固定底座，其特征在于，还包括安装在所述固定底座上的腰关节机构、肩关节机构、肘关节机构、大臂机构、小臂机构、小臂旋转连接机构、腕关节机构、大臂重力补偿机构和小臂重力平衡机构，所述肩关节机构和肘关节机构对称设于所述腰关节机构上端，所述大臂机构下端传动连接所述肩关节机构，所述大臂机构上端传动连接所述小臂机构，所述小臂旋转连接机构上端传动连接所述小臂机构，所述小臂旋转连接机构下端传动连接所述肘关节机构，所述小臂机构末端传动连接腕关节机构；用于输入空间中的六维位姿信息并输出空间中六维反馈力；

其中，所述大臂机构上设有大臂重力补偿机构，所述小臂旋转连接机构上设有小臂重力平衡机构。

2.如权利要求1所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述大臂重力补偿机构设有两套，两套所述大臂重力补偿机构对称设于所述大臂机构两侧；

所述大臂重力补偿机构包括弹簧套筒、弹簧本体、弹簧调节杆、直线轴承和弹簧拉杆，所述弹簧套筒内穿设有弹簧拉杆，所述弹簧拉杆上套设有弹簧本体，所述弹簧拉杆第一端向外穿出所述弹簧套筒并与大臂机构铰接，所述弹簧拉杆第二端上设有弹簧预压缩调节螺纹，所述弹簧预压缩调节螺纹连接于弹簧调节杆，所述直线轴承外圈设于所述弹簧套筒的内端部，且所述直线轴承内圈直线滑动于所述弹簧拉杆，所述弹簧本体两端分别与所述弹簧套筒和弹簧调节杆相抵；

其中第一侧的所述弹簧套筒第一端铰接在所述肩关节机构上端，第二侧所述弹簧套筒第一端铰接在所述肘关节机构上端。

3.如权利要求1所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述小臂重力平衡机构包括力矩调节杆和配重，所述力矩调节杆固定连接所述小臂旋转连接机构末端，所述力矩调节杆上设有螺纹丝杠，所述配重螺纹连接在所述螺纹丝杠上。

4.如权利要求2所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述肩关节机构包括肩关节电机支架、肩关节电机和肩关节编码器，所述肩关节电机支架固定设于所述腰关节机构上端，所述肩关节电机支架上固定有肩关节电机，所述肩关节电机外侧设有肩关节编码器，所述肩关节电机内侧传动连接所述大臂机构，所述肩关节电机支架上端与第一侧的所述弹簧套筒第一端铰接。

5.如权利要求2所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述肘关节机构包括肘关节电机支架、肘关节电机和肘关节编码器，所述肘关节电机支架固定设于所述腰关节机构上端，所述肘关节电机支架上固定有肘关节电机，所述肘关节电机外侧设有肘关节编码器，所述肘关节电机内侧传动连接所述小臂旋转连接机构，所述肘关节电机支架上端与第二侧的所述弹簧套筒第一端铰接。

6.如权利要求5所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述大臂机构包括大臂旋转连接件、大臂-弹簧拉杆铰接件、大臂拉杆和肘关节接头，所述大臂旋转连接件传动连接所述肩关节电机，所述大臂旋转连接件传动连接大臂-弹簧拉杆铰接件，所述大臂-弹簧拉杆铰接件同轴固定连接所述大臂拉杆一端，所述大臂拉杆另一端通过肘关节接头与小臂机构铰接，所述大臂-弹簧拉杆铰接件与弹簧拉杆端部铰接。

7.如权利要求5所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述小臂旋转连接机构包括小臂旋转连接件、辅助杆和辅助杆接头，所述小臂旋转连接件一端传动连接所述肘关节电机，所述小臂旋转连接件另一端上设有小臂重力平衡机构，所述小臂旋转连接件中部与辅助杆一端铰接，所述辅助杆另一端通过辅助杆接头与所述小臂机构第一端部铰接。

8.如权利要求7所述的具有重力补偿的六自由度力反馈遥操作主手，其特征在于，所述小臂机构包括小臂、腕关节连接件和操作辅助手柄，所述小臂上设有腕关节连接件和操作辅助手柄，所述小臂第一端部与所述辅助杆接头铰接，所述小臂第二端部设有腕关节机构。