CN111618886A - 一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，包括第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件、旋转部件和按钮开关，第一连杆部件的输出端为在水平面内旋转的输出盘，第二连杆部件和第三连杆部件在所述输出盘上，第二连杆部件输出轴驱动第二连杆在竖直面内摆动，第三连杆部件输出轴水平设置，其通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动进而驱动第三连杆在竖直面内摆动；第四连杆部件转动连接在第三连杆上方，并以第四连杆为轴线相对转动；第五连杆部件转动连接在第四连杆上方，并在竖直面内摆动；旋转部件转动连接在第五连杆部件上方，并以垂直第五连杆部件为轴线相对转动；按钮开关安装在第五连杆部件外侧。

Description

一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手

技术领域

本发明涉及机器人遥操作技术领域，具体涉及一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手。

背景技术

随着工业和自动化技术的发展，工业机器人在装配、焊接、搬运等行业实现了自动化作业，但在高压带电、水下、高危救援、化学及放射物污染等非稳定安全环境、多样化任务作业中，很难实现机器人自动化作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是既保证安全又能使人员参与控制的操纵方法。

遥操作技术主要应用于人类本身无法直接到达或者客观的安全条件制约着人类无法进入的作业环境。主从机器人遥操作***可在非确定环境下进行复杂的操纵作业临场感技术为人-机器人间和机器人-环境间创建了一种和谐的多维信息交互环境，在较高级的主从***中广泛采用力觉临场感技术，使操作者对所操纵作业的过程具有真实的力觉感受。

遥操作主手是一种人机交互与位置测量的装置。近年来，先进的遥操作主手加入了力反馈功能，能够提供高度的力觉临场感。这使得遥操作主手在电力领域、核工业领域、航天领域、海洋探索以及生物医学等领域得到更广泛的应用。

中国专利文献CN103170961B公开了一种“模块化主从操作机械臂控制主手”，该主手结构尺寸和质量较大，只能固定使用，且在操作时不能向操作者提供力反馈。

中国专利文献CN 105690386B公开了“一种机械手臂遥操作***及遥操作方法”，该机械手臂遥操作***结构复杂，只能固定使用，且无力反馈功能。

目前，具有力觉反馈的遥操作主手均存在整体结构尺寸和质量较大，关节处的重力补偿力矩过大，主手总体结构不合理，并且导致了主手只能固定使用，在作业时操作者的视角固定甚至存在盲点，须依靠多视角的图像显示***进行操作，主从遥操作的透明度低；另外，现有遥操作主手一般没有多余的控制开关，对从端机械臂末端附加的可控工具需另外添加控制装置。

发明内容

本发明的目的为提供一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提出的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，包括第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件、旋转部件和按钮开关，所述的第一连杆部件驱动一个输出盘在水平面内旋转；第二连杆部件和第三连杆部件安装在所述的第一连杆部件输出盘上，第二连杆部件输出轴驱动第二连杆在竖直面内摆动，所述的第二连杆部件输出轴作为第三连杆部件的驱动；第三连杆部件与第二连杆部件同轴设置，第三连杆部件通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动，所述的第三连杆部件随动轴驱动第三连杆在竖直面内摆动；第四连杆部件在第三连杆上方并与其转动连接，第四连杆部件以第四连杆为轴线相对转动；第五连杆部件与第四部件转动连接，第五连杆部件在竖直面内摆动；旋转部件在第五连杆部件上方并与其转动连接，旋转部件以垂直第五连杆部件为轴线相对转动；按钮开关安装在第五连杆部件外侧。

作为进一步的技术方案，所述的第一连杆部件包括第一电机、第一减速机和第一编码器；所述的第一电机的输出轴竖直设置，其与第一减速机相连，所述的第一减速机与第一编码器、所述的输出盘相连；所述的第一连杆部件输出盘可在水平面内旋转。

作为进一步的技术方案，所述的第二连杆部件包括第二电机、第二减速机、第二编码器、第二连杆部件输出侧板；所述的第二电机的输出轴水平设置，其与第二减速机相连，所述的第二减速机与第二编码器、第二连杆部件输出侧板相连，第二连杆部件输出侧板通过第三连杆部件固定侧板与第三连杆部件连接。

作为进一步的技术方案，所述的第三连杆部件包括第三电机、第三减速机、第三编码器、第三连杆部件输出轴、同步带、同步带轮、第三连杆部件随动轴、第三连杆部件底座；所述的第三电机的输出轴水平设置，其与第三减速机相连，所述的第三减速机与第三编码器、第三连杆部件输出轴相连，第三连杆部件输出轴水平设置。

作为进一步的技术方案，所述的第三连杆部件输出轴上安装有同步带轮，所述的同步带轮上安装同步带上，通过同步带传动的方式与第三连杆部件随动轴连接，第三连杆部件随动轴与第三连杆部件固定侧板和第二连杆部件输出侧板转动相连，第三连杆部件随动轴与第三连杆部件底座转动连接。

作为进一步的技术方案，所述的第四连杆部件包括第四电位器、第四轴承、第四连杆部件底座；所述第四电位器通过第四轴承安装在第三连杆部件底座上，第三连杆部件底座与第四电位器外壳相对转动，通过第四电位器测量第四连杆部件旋转的角度数据。

作为进一步的技术方案，所述第四轴承固定在第三连杆部件底座上，依靠安装在第三连杆部件底座上的第四阻尼环调整连杆转动的阻尼，所述第四连杆部件电位器外壳与第四连杆部件底座连接。

作为进一步的技术方案，所述的第五连杆部件包括第五电位器、第五轴承、第五连杆部件电位器外壳；第五电位器固定在第四连杆部件底座上，所述第四连杆部件底座通过第五轴承与第五连杆部件电位器外壳、旋转部件底座相连，形成第四连杆部件底座与第五连杆部件电位器外壳和旋转部件底座相对转动，通过第五电位器测量第五连杆部件旋转的角度数据，所述第五轴承固定在第五连杆部件电位器外壳和旋转部件底座上，依靠安装在第四连杆部件底座上的第五阻尼环调整连杆转动的阻尼，所述旋转部件底座与第四连杆部件底座连接。

作为进一步的技术方案，旋转部件包括旋转部件电位器、旋转部件底座；所述的旋转部件电位器固定在旋转部件底座上，所述旋转部件电位器旋钮通过旋转部件易格斯轴承与旋转部件底座连接，形成旋转部件电位器旋钮与旋转部件底座相对转动，通过旋转部件电位器测量旋转部件旋转的角度数据，按钮开关固定在按钮开关底座上，所述按钮开关的作用是控制从端机械臂末端附加的电气、液压或气动等工具的开合。

本发明的工作原理在于：

若从端机械臂与本发明主手同构，则可将从端机械臂各连杆部件处的高精度编码器或电位计与本发明主手各连杆部件安装的高精度编码器或电位计组成控制闭环，当操作者操作主手时，从臂各关节的运动完全跟随主手各关节的运动；若从端机械臂与本发明主手异构，则首先建立主手工作空间与从端机械臂工作空间的影射关系，当操作者操作主手时，将主手末端的位置和姿态影射到从端机械臂末端执行器，通过从端机械臂运动学的逆解确定从端机械臂各关节的运动；从端机械臂末端的工作载荷通过安装在从端机械臂上的力传感器测量，经适当缩小后作为主手末端反馈给操作者的力，该反馈力由安装在主手关节的电机产生并经减速机放大后得到，各关节电机输出力的大小由反馈力、主手各连杆部件重力、关节摩擦力以及主手姿态共同确定。

本发明的有益之处在于：

1.本发明在结构上由5个连杆部件和1个旋转部件组成，共形成了6个活动关节，本发明通过将第三连杆部件与第二连杆部件同轴设置，并通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动，从而减小了第二连杆部件的重力补偿力矩，同时使主手总体结构更加合理；进一步使得本发明整体上体积减小、质量变轻，且该发明不仅可以固定使用，也可由操作者随身携带进行移动式操作，作业时操作者的视角不固定，使得主从遥操作的透明度高。

2.本发明中前三个连杆部件的反馈力矩由低速大扭矩力矩电机串连1级行星减速机提供，总减速比小，关节逆驱力矩显著减小，提高了主从遥操作的透明度。

3.本发明将测量前三个连杆部件位移的多圈高精度编码器安装在电机端，关节的实际位移通过1级行星减速机进行放大，提高了关节位移的测量精度。

4.本发明的第五连杆部件中安装的按钮开关可用于控制从端机械臂末端附加的电气、液压或气动工具。

5.本发明具有力反馈功能，可根据从臂端的工作负载大小，通过自适应力补偿的方式，向操作者提供相应的力觉信息，以提高操作的舒适性和减轻操作者长时间操作的疲劳感。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手的三维示意图。

图2为本发明中第一连杆部件A1主视结构图。

图3为本发明中第二连杆部件A2和第三连杆部件A3主视结构图。

图4为本发明中第三连杆部件A3、第四连杆部件A4、第五连杆部件A5和旋转部件A6主视结构图。

图5为本发明中第五连杆部件A5和旋转部件A6的侧视结构图。

图中：101-第一编码器防护盖；102-第一编码器读数头；103-第一编码器磁体；104-第一电机侧盖；105-第一轴承；106-第一电机外壳；107-第一电机定子；108-第一电机转子；109-第一电机转子轴；110-第一轴承；111-第一太阳轮；112-第一行星轮；113-第一行星架；114-第一内齿圈；115-第一轴承；116-第一连杆部件减速外壳；201-第二编码器防护盖；202-第二编码器读数头；203-第二编码器磁体；204-第二电机侧盖；205-第二轴承；206-第二电机转子轴；207-第二电机转子；208-第二电机定子；209-第二电机外壳；210-第二太阳轮；211-第二轴承；212-第二行星轮；213-第二内齿圈；214-第二行星架；215-第二连杆部件减速外壳；216-第二连杆部件上压板；217-第二轴承；218-左防护罩；219-第二连杆部件输出侧板；220-第一连杆部件输出盘；221-第二连杆部件固定底座；301-第三编码器防护盖；302-第三编码器读数头；303-第三编码器磁体；304-第三电机侧盖；305-第三轴承；306-第三电机转子轴；307-第三太阳轮；308-第三电机转子；309-第三电机定子；310-第三电机外壳；311-第三轴承；312-第三行星轮；313-第三内齿圈；314-第三行星架；315-第三连杆部件减速外壳；316-第三轴承；317-第三连杆部件输出轴；318-第三连杆部件固定侧板；319-右防护罩；320-同步带轮；321-轴用挡圈；322-同步带；401-第三易格斯轴承；402-第三轴承；403-同步带轮；404-第三连杆部件随动轴；405-第二连杆部件输出侧板遮盖；406-轴用钢丝挡圈；407-第三连杆部件底座封盖；408-第三连杆部件底座；409-第四电位器；410-第四内齿垫圈；411-第四螺母；412-第四轴承；413-第四轴用无耳挡圈；414-第四阻尼环；415-第四连杆部件电位器外壳；501-第四连杆部件底座；502-第四连杆部件底座侧封盖；503-第五电位器；504-第四连杆部件底座顶封盖；505-第五连杆部件电位器外壳；506-第五阻尼环；507-第五轴用无耳挡圈；508-第五轴承；509-第五螺母；510-第五内齿垫圈；601-旋转部件底座；602-按钮开关；603-第六螺母；604-按钮开关内齿垫圈；605-按钮开关底座；606-旋转部件底座盖板；607-旋转部件内齿垫圈；608-旋转部件易格斯轴承；609-旋转部件螺母；610-旋转部件电位器旋钮；611-旋转部件电位器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术部分所记载，现有技术中存在技术问题，为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，本发明体积小、质量轻、应用范围广，可作为移动式遥操作主手使用，具有力反馈功能，可根据从臂端的工作负载大小，通过自适应力补偿的方式，向操作者提供相应的力觉信息，以提高操作的舒适性和减轻操作者长时间操作的疲劳感。本发明的第五连杆部件A5中安装的按钮开关A7可用于控制从端机械臂末端附加的电气、液压或气动工具；本发明对电机旋转角度、转速等信息测量精度更高，从而使控制器对从端机械臂的遥操作更精准。

参照图1、图2、图3、图4和图5，一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，包括第一连杆部件A1、第二连杆部件A2、第三连杆部件A3、第四连杆部件A4、第五连杆部件A5、旋钮部件A6和按钮开关A7，所述的第一连杆部件A1、第二连杆部件A2、第三连杆部件A3、第四连杆部件A4、第五连杆部件A5和旋钮部件A6依次连接；所述各个连杆部件之间均通过旋转关节连接，其中各个连杆部件之间连接处的旋转关节上安装有电机，所述第一连杆部件A1、第二连杆部件A2和第三连杆部件A3之间连接处的旋转关节上安装有减速机，所述第一连杆部件A1和第二连杆部件A2的电机分别与减速机的输入端连接，第三连杆部件A3中的电机与减速机通过同步带传动连接，在每个旋转关节上均安装有高精度编码器或电位器，所述减速机输出端与对应的电位计或编码器连接；所述旋钮部件A6安装在第五连杆部件A5上方；所述按钮开关A7安装在第五连杆部件A5侧方。

进一步的，上述的第一连杆部件A1，包括：第一编码器防护盖101、第一编码器读数头102、第一编码器磁体103、第一电机侧盖104、第一轴承105、第一电机外壳106、第一电机定子107、第一电机转子108、第一电机转子轴109、第一轴承110、第一太阳轮111、第一行星轮112、第一行星架113、第一内齿圈114、第一轴承115、第一连杆部件减速外壳116；所述第一电机定子107和第一电机转子108安装在第一电机外壳106和第一电机侧盖104中，第一编码器安装在第一编码器防护盖101中，所述第一电机定子107通过胶粘方式固定在第一电机外壳106上，第一电机转子108通过胶粘方式固定在第一电机转子轴109上，第一编码器磁体103通过胶粘方式固定在第一电机转子轴109上，第一编码器读数头102安装在第一电机侧盖104上，所述第一电机转子轴109还通过第一轴承110和第一轴承105与第一电机外壳106和第一电机侧盖104连接；所述第一电机通过第一电机转子轴109连接在第一减速机的第一太阳轮111上，所述第一太阳轮111又与第一行星轮112啮合，第一行星轮112与第一内齿圈114啮合，第一行星轮112安装在第一行星架113上，上述的第一太阳轮111、第一行星轮112、第一内齿圈114、第一行星架113构成了第一减速机；第一行星架113还通过第一轴承115与第一连杆部件减速外壳116相连，所述第一内齿圈114通过胶粘方式固定在第一连杆部件减速外壳116上；所述第一减速机外侧由第一连杆部件减速外壳116覆盖，第一减速机的第一行星架113通过第二连杆部件A2中的第一连杆部件输出盘220连接。

进一步的，第二连杆部件A2，包括：第二编码器防护盖201、第二编码器读数头202、第二编码器磁体203、第二电机侧盖204、第二轴承205、第二电机转子轴206、第二电机转子207、第二电机定子208、第二电机外壳209、第二太阳轮210、第二轴承211、第二行星轮212、第二内齿圈213、第二行星架214、第二连杆部件减速外壳215、第二连杆部件上压板216、第二轴承217、左防护罩218、第二连杆部件输出侧板219、第一连杆部件输出盘220、第二连杆部件固定底座221、第二连杆部件输出侧板遮盖405；

其特征在于：所述第二电机定子208和第二电机转子207安装在第二电机外壳209和第二电机侧盖204中，第二编码器安装在第二编码器防护盖201中，所述第二电机定子208通过胶粘方式固定第二电机外壳209上，第二电机转子207通过胶粘方式固定在第二电机转子轴206上，第二编码器磁体203通过胶粘方式固定在第二电机转子轴206上，第二编码器读数头202安装在第二电机侧盖204上，所述第二电机转子轴206还通过第二轴承217和第二轴承205与第二电机外壳209和第二电机侧盖204连接；所述第二电机通过第二电机转子轴206连接在第二减速机的第二太阳轮210上，所述第二太阳轮210又与第二行星轮212啮合，第二行星轮212与第二内齿圈213啮合，第二行星轮212安装在第二行星架214上，上述的第二太阳轮210、第二行星轮212、第二内齿圈213、第二行星轮212构成了第二减速机；第二行星架214还通过第二轴承115与第二连杆部件减速外壳215相连，所述第二内齿圈213通过胶粘方式固定在第二连杆部件减速外壳215；所述第二减速机外侧由第二连杆部件减速外壳215覆盖，第二减速机的第二行星架214与第二连杆部件输出侧板219连接，第二连杆部件输出侧板219通过第三连杆部件固定侧板318与第三连杆部件A3连接，使得第二电机和第二减速机的输出作为第三连杆部件的驱动；且所述第二减速机的输出轴线与所述第一减速机的输出轴线是垂直的；第二连杆部件A2的外侧通过左防护罩218防护；第二连杆部件底部通过第二连杆部件固定底座221支撑；第二连杆由第二连杆部件输出侧板219和第三连杆部件固定侧板318共同组成。

进一步的，第三连杆部件A3，包括：第三编码器防护盖301、第三编码器读数头302、第三编码器磁体303、第三电机侧盖304、第三轴承305、第三电机转子轴306、第三太阳轮307、第三电机转子308、第三电机定子309、第三电机外壳310、第三轴承311、第三行星轮312、第三内齿圈313、第三行星架314、第三连杆部件减速外壳315、第三轴承316、第三连杆部件输出轴317、第三连杆部件固定侧板318、右防护罩319、同步带轮320、轴用挡圈321、同步带322、第三易格斯轴承401、第三轴承402、同步带轮403、第三连杆部件随动轴404、轴用钢丝挡圈406、第三连杆部件底座封盖407、第三连杆部件底座408；

其特征在于：所述第三电机定子309和第三电机转子308安装在第三电机外壳310和第三电机侧盖304中，第三编码器安装在第三编码器防护盖301中，所述第三电机定子309通过胶粘方式固定第三电机外壳310上，第三电机转子308通过胶粘方式固定在第三电机转子轴306上，第三编码器磁体303通过胶粘方式固定在第三电机转子轴306上，第三编码器读数头302安装在第三电机侧盖304上，所述第三电机转子轴306还通过第三轴承311和第三轴承305与第三电机外壳310和第三电机侧盖304连接；所述第三电机通过第三电机转子轴306连接在第三减速机的第三太阳轮307上，所述第三太阳轮307又与第三行星轮312啮合，第三行星轮312与第三内齿圈313啮合，第三行星轮312安装在第三行星架314上，上述的第三太阳轮307、第三行星轮312、第三内齿圈313、第三行星轮312构成了第三减速机；第三行星轮312还通过第三轴承316与第三连杆部件减速外壳315相连，所述第三内齿圈313通过胶粘方式固定在第三连杆部件减速外壳315上；所述第三减速机外侧由第三连杆部件减速外壳315覆盖，第三连杆部件减速外壳315与第三连杆部件固定侧板318连接，所述第三连杆部件的第三电机、第三减速机和第三编码器安装在第二关节轴线处，所述第三减速机的第三行星架314与第三连杆部件输出轴317相连，第三连杆部件输出轴317上安装有同步带轮320，同步带轮320通过轴用挡圈321固定在第三连杆部件输出轴317上，所述的同步带轮320上安装同步带322上，通过同步带传动的方式与第三连杆部件随动轴404连接，第三连杆部件随动轴404上安装有同步带轮403，在第三连杆部件输出轴317旋转时，通过同步带322驱动所述的第三连杆部件随动轴404旋转；第三连杆部件随动轴404再与第四连杆部件A4的第三连杆部件底座408进行转动连接；所述同步带轮403通过轴用钢丝挡圈406固定在第三连杆部件随动轴404上，第三连杆部件随动轴404通过第三轴承402与第三连杆部件固定侧板318和第二连杆部件输出侧板219相连，第三连杆部件随动轴404与第三连杆部件底座408通过第三易格斯轴承401连接，所述第二连杆部件输出侧板遮盖405固定在第二连杆部件输出侧板219上；第三连杆部件A3的外侧通过右防护罩319防护；第三连杆部件底座封盖407固定在第三连杆部件底座408上，第三连杆由第四连杆部件底座封盖407固定在第四连杆部件底座408共同组成。

进一步的，第四连杆部件A4，包括：第四电位器409、第四内齿垫圈410、第四螺母411、第四轴承412、第四轴用无耳挡圈413、第四阻尼环414、第四连杆部件电位器外壳415、第四连杆部件底座501、第四连杆部件底座侧封盖502、第四连杆部件底座顶封盖504；

其特征在于：所述第四电位器409通过第四螺母411和第四内齿垫圈410固定在第三连杆部件底座408上，所述第三连杆部件底座408通过第四轴承(20×27×4)412与第四连杆部件电位器外壳415相连，形成第三连杆部件底座408与第四连杆部件电位器外壳415相对转动，通过第四电位器409测量第四连杆部件旋转的角度数据，所述第四轴承412通过第四轴用无耳挡圈413固定在第三连杆部件底座408上，依靠安装在第三连杆部件底座408上的第四阻尼环414调整连杆转动的阻尼，所述第四连杆部件电位器外壳415与第四连杆部件底座501连接；所述第四连杆部件底座侧封盖502和第四连杆部件底座顶封盖504固定在第四连杆部件底座501上，第四连杆由第四连杆部件电位器外壳415、第四连杆部件底座501、第四连杆部件底座侧封盖502和第四连杆部件底座顶封盖504共同组成；所述第四连杆部件的转动轴线与所述第三连杆部件随动轴的转动轴线垂直，这样能较好的避免联动。

进一步地，第五连杆部件A5和旋转部件A6，包括：第五电位器503、第五连杆部件电位器外壳505、第五阻尼环506、第五轴用无耳挡圈507、第五轴承508、第五螺母509、第五内齿垫圈510、旋转部件底座601、按钮开关602、第六螺母603、按钮开关内齿垫圈604、按钮开关底座605、旋转部件底座盖板606、旋转部件内齿垫圈607、旋转部件易格斯轴承608、旋转部件螺母609、旋转部件电位器旋钮610、旋转部件电位器611；

其特征在于：第五电位器503通过第五螺母509和第五内齿垫圈510固定在第四连杆部件底座501上，所述第四连杆部件底座501通过第五轴承508与第五连杆部件电位器外壳505和旋转部件底座601相连，形成第四连杆部件底座501与第五连杆部件电位器外壳505和旋转部件底座601相对转动，通过第五电位器503测量第五连杆部件旋转的角度数据，所述第五轴承508通过第五轴用无耳挡圈507固定在第五连杆部件电位器外壳505和旋转部件底座601上，依靠安装在第四连杆部件底座501上的第五阻尼环506调整连杆转动的阻尼，所述旋转部件底座601与第五连杆部件A5的第四连杆部件底座501连接；

所述旋转部件电位器611通过旋转部件螺母609、旋转部件内齿垫圈607固定在旋转部件底座601上，所述旋转部件电位器旋钮610通过旋转部件易格斯轴承608与旋转部件底座601连接，形成旋转部件电位器旋钮610与旋转部件底座601相对转动，通过旋转部件电位器611测量旋转部件旋转的角度数据，所述旋转部件底座盖板606固定在旋转部件底座601上，所述按钮开关底座605固定在旋转部件底座601上。

所述按钮开关A7通过第六螺母603和按钮开关内齿垫圈604固定在按钮开关底座605上，所述按钮开关的作用是控制从端机械臂末端附加的电气、液压或气动等工具的开合。

所述一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手的运动由六个自由度组成，包括：第一连杆部件A1的左右旋转运动、第二连杆部件A2的上下俯仰运动、第三连杆部件A3的上下俯仰运动、第四连杆部件A4的左右旋转运动、第五连杆部件A5的上下俯仰运动、旋钮部件A6的左右旋转运动；由于所述一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手的六个自由度通过串联方式连接，其运动过程中前一个关节的运动将驱动下一个关节的运动，即第一连杆部件A1的运动驱动第二连杆部件A2的运动，第二连杆部件A2的运动驱动第三连杆部件A3的运动，第三连杆部件A3的运动驱动第四连杆部件A4的运动，第四连杆部件A4的运动驱动第五连杆部件A5的运动，第五连杆部件A5的运动驱动旋钮部件A6的运动。

进一步地，所述一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手的主要作用是通过遥操作的方式驱动从臂运动，当操作者操作主手时，从臂各关节的运动完全跟随主手各关节的运动；第一连杆部件A1的运动驱动从臂的第一连杆部件做出相同运动，第二连杆部件A2的运动驱动从臂的第二连杆部件做出相同运动，第三连杆部件A3的运动驱动从臂的第三连杆部件做出相同运动，第四连杆部件A4的运动驱动从臂的第四连杆部件做出相同运动，第五连杆部件A5的运动驱动从臂的第五连杆部件做出相同运动，旋钮部件A6的运动驱动从臂的旋钮部件做出相同运动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，包括第一连杆部件、第二连杆部件、第三连杆部件、第四连杆部件、第五连杆部件、旋转部件和按钮开关；第一连杆部件的输出端为输出盘，输出盘在水平面内旋转；第二连杆部件和第三连杆部件安装在第一连杆部件输出盘上，第二连杆部件输出轴驱动第二连杆在竖直面内摆动，第二连杆部件输出轴作为第三连杆部件的驱动；第三连杆部件与第二连杆部件同轴设置，第三连杆部件通过同步带驱动第三连杆部件随动轴转动，所述的第三连杆部件随动轴驱动第三连杆在竖直面内摆动；第四连杆部件在第三连杆上方并与其转动连接，第四连杆部件以第四连杆为轴线相对转动；第五连杆部件与第四部件转动连接，第五连杆部件在竖直面内摆动；旋转部件在第五连杆部件上方并与其转动连接，旋转部件以垂直第五连杆部件为轴线相对转动；按钮开关安装在第五连杆部件外侧。

2.如权利要求1所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第一连杆部件包括第一电机、第一减速机和第一编码器；所述的第一电机的输出轴竖直设置，其与第一减速机、第一编码器相连，所述的第一减速机与所述输出盘相连。

3.如权利要求1所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第二连杆部件包括第二电机、第二减速机、第二编码器、第二连杆部件输出侧板；所述的第二电机的输出轴水平设置，其与第二减速机、第二编码器相连，所述的第二减速机与第二连杆部件输出侧板相连，第二连杆部件输出侧板通过第三连杆部件固定侧板与第三连杆部件连接。

4.如权利要求1所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第三连杆部件包括第三电机、第三减速机、第三编码器、第三连杆部件输出轴、同步带、同步带轮、第三连杆部件随动轴、第三连杆部件底座；所述的第三电机的输出轴水平设置，其与第三减速机、第三编码器相连，所述的第三减速机与第三连杆部件输出轴相连，第三连杆部件输出轴水平设置。

5.如权利要求4所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第三连杆部件输出轴上安装有同步带轮，所述的同步带轮上安装同步带，通过同步带传动的方式与第三连杆部件随动轴连接，第三连杆部件随动轴与第三连杆部件固定侧板和第二连杆部件输出侧板转动相连，第三连杆部件随动轴与第三连杆部件底座转动连接。

6.如权利要求1所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第四连杆部件包括第四电位器、第四轴承、第四连杆部件底座；所述第四电位器通过第四轴承安装在第三连杆部件底座上，第三连杆部件底座与第四连杆部件电位器外壳相对转动，通过第四电位器测量第四连杆部件旋转的角度数据。

7.如权利要求6所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述第四轴承固定在第三连杆部件底座上，依靠安装在第三连杆部件底座上的第四阻尼环调整连杆转动的阻尼，所述第四连杆部件电位器外壳与第四连杆部件底座连接。

8.如权利要求6所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述的第五连杆部件包括第五电位器、第五轴承、第五连杆部件电位器外壳；第五电位器固定在第四连杆部件底座上，第四连杆部件底座通过第五轴承与第五连杆部件电位器外壳和旋转部件底座相连，形成第四连杆部件底座与第五连杆部件电位器外壳和旋转部件底座相对转动，第五电位器测量第五连杆部件旋转的角度，第五轴承固定在第五连杆部件电位器外壳和旋转部件底座上，依靠安装在第四连杆部件底座上的第五阻尼环调整连杆转动的阻尼，旋转部件底座与第五连杆部件的第四连杆部件底座连接。

9.如权利要求1所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，旋转部件包括旋转部件电位器、旋转部件底座；旋转部件电位器固定在旋转部件底座上，旋转部件电位器旋钮通过旋转部件与旋转部件底座连接，形成旋转部件电位器旋钮与旋转部件底座相对转动，通过旋转部件电位器测量旋转部件旋转的角度数据。

10.如权利要求9所述的一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手，其特征在于，所述按钮开关固定在按钮开关底座上，所述按钮开关控制从端机械臂末端附加工具的开合。

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