[发明专利]一种智能化力反馈手柄及其控制方法

摘要

本发明公开了一种智能化力反馈手柄及其控制方法，手柄包括X轴转动部分、Y轴转动部分和Z轴转动部分；X轴转动部分包括内框和驱动内框绕X轴转动的X轴驱动装置，Y轴转动部分包括中心筒和驱动中心筒绕Y轴转动的Y轴驱动装置，Z轴转动部分包括手柄操纵杆和驱动手柄操纵杆绕Z轴转动的Z轴驱动装置，中心筒转动设置在内框内的空心框体中，且中心筒与内框转动方向相互垂直，所述手柄操纵杆绕其轴心转动设置在中心筒内部，且手柄操纵杆与中心筒同轴向。手柄优化体积的同时，其方法也实现了智能化阻尼控制效果和自动复位效果。

主权项

一种智能化力反馈手柄，其特征在于：包括X轴转动部分、Y轴转动部分和Z轴转动部分；所述X轴转动部分包括内框(5)和驱动内框(5)绕X轴转动的X轴驱动装置，所述Y轴转动部分包括中心筒(6)和驱动中心筒(6)绕Y轴转动的Y轴驱动装置，所述Z轴转动部分包括手柄操纵杆(24)和驱动手柄操纵杆(24)绕Z轴转动的Z轴驱动装置，所述中心筒(6)转动设置在内框(5)内的空心框体中，且中心筒(6)与内框(5)转动方向相互垂直，所述手柄操纵杆(24)绕其轴心转动设置在中心筒(6)内部，且手柄操纵杆(24)与中心筒(6)同轴向；所述X轴驱动装置包括两个X连接轴(28)、X伞齿轮组、X减速器(10)和X电机(8)，所述内框(5)的两侧端分别通过对应的X连接轴(28)转动架设在支架(4)上，两个X连接轴(28)轴线处于一直线上且与X轴重合，其中一侧X连接轴(28)穿过支架(4)与X伞齿轮组安装连接，所述X伞齿轮组通过X减速器(10)与X电机(8)输出端连接；X电机(8)驱动内框(5)绕X轴转动；所述Y轴驱动装置包括两个Y连接轴(34)、Y伞齿轮组、Y减速器(16)和Y电机(14)，所述中心筒(6)的两侧壁面分别通过对应的Y连接轴(34)转动架设在内框(5)的内壁面，两个Y连接轴(34)轴线处于一直线上且与Y轴重合，其中一侧Y连接轴(34)穿过内框(5)与Y伞齿轮组安装连接，所述Y伞齿轮组通过Y减速器(16)与Y电机(14)输出端连接；Y电机(14)驱动中心筒(6)在内框(5)内绕Y轴转动；所述Z轴驱动装置包括Z电机(20)、Z减速器(22)和手柄操纵杆(24)，所述中心筒(6)的内部设置有与其同轴向、轴心的Z电机(20)，Z电机(20)的输出端通过Z减速器(22)与手柄操纵杆(24)底端位置连接；Z电机(20)驱动手柄操纵杆(24)绕Z轴转动；所述手柄操纵杆(24)中间位置安装有四轴力传感器(25)，分别能够测量左右摆动的力，前后摆动的力，沿Z轴旋转的力矩和上下方向的压力，所述手柄操纵杆(24)的顶端位置由下至上依次连接有托盘(42)和手柄(26)，所述手柄(26)上安装有触觉传感器(27)；Z电机(20)驱动手柄操纵杆(24)带动四轴力传感器(25)、托盘(42)和手柄(26)绕Z轴转动。