The invention relates to a three-degree-of-freedom parallel force feedback device for medical simulation, which comprises a front mounting frame, a rear mounting frame, a planar four-bar mechanism, a connecting rod, a moving platform and a three-dimensional force sensor; a three-dimensional force sensor is fixed at the front end of the moving platform; a moving platform and an installation frame are composed of three branches, the front two branches are identical, and the branches are planar four-bar mechanism and connection. One end of the connecting rod is connected with the rocker of the four-bar linkage through the spherical hinge, the other end is connected with the front end of the moving platform through the spherical hinge; the latter branch is composed of a planar four-bar linkage mechanism and a Hooke hinge, and the rocker of the four-bar linkage mechanism is connected with the back end of the moving platform through the Hooke hinge motion pair; the moving platform is made up of two parts through tightening, and the crank shaft of the planar four-bar linkage mechanism is fixed to the electricity. The machine rotating shaft and rocker are connected to the mounting frame through a rotating bearing; the present invention realizes force feedback simulation training, has compact structure, enlarges the stiffness of the mechanism and reduces the quality of the mechanism.
【技术实现步骤摘要】
一种医疗模拟用三自由度并联力反馈装置
本专利技术涉及一种力反馈机构,特别是涉及一种用于医疗模拟用并联力反馈机构。
技术介绍
虚拟现实技术和增强现实技术是当前科研领域的前沿技术,虚拟现实过程中的力觉临场感是体现虚拟现实交互性的重要部分,较好的力觉临场感使得操作过程更真实可靠。而力觉交互设备是设计人员与虚拟环境进行力觉交互的接口,是虚拟现实系统中的重要组成部分。虚拟现实方式在医疗上应用广泛,如牙科医生实习培训,可以采用虚拟环境仿真,通过操作力反馈手与仿真环境进行交互学习。国内外有不少科研人员从事于力反馈设备的开发,瑞士forcedimension的omerga3力反馈设备,其设计的是一种三自由度并联力反馈机构,具有三维方向运动自由度,且能够实现三维方向的力反馈,但是该机构的重力补偿仅是通过数学模型实现,补偿效果不理想,且由于使用材料的特殊性导致设备价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种医疗模拟用三自由度并联力反馈装置,采用并联拓扑结构,结构紧凑,机构刚度好,质量轻,能够为医疗训练模拟仿真提供力觉交互。本专利技术技术解决方案:一种医疗模拟用三自由度并联力反馈装置,包括前安装架、后安装架、动平台前部分和动平台后部分组成的动平台;所述前安装架、后安装架与所述动平台之间有三条支链构成,其中所述前安装架与所述前动平台部分之间有两条结构相同的支链,所述后安装架与所述动平台后部分有一条支链;所述两条结构相同的支链包括自前安装架至动平台前部分依次相连下的电机、曲柄、连杆、摇杆、连接杆;其中所述电机通过螺钉紧固于前安装架,所述曲柄通过螺钉压紧 ...
【技术保护点】
1.一种医疗模拟用三自由度并联力反馈装置,其特征在于:包括:前安装架(10)、后安装架(6)和末端的动平台,所述动平台包括动平台前部分(15)和动平台后部分(1)固连而成;所述前安装架(10)、后安装架(6)与所述动平台之间有三条支链构成,其中所述前安装架(10)与所述动平台前部分(15)之间有两条结构相同的支链,所述后安装架(6)与所述动平台后部分(1)有一条支链;所述三条支链构成了并联机构的基本框架,能够使得末端所述动平台具有三个自由度;所述两条结构相同的支链包括:自前安装架(10)至动平台前部分(15)依次相连下的电机(9)、曲柄(5)、连杆(4)、摇杆(11)和连接杆(14);所述电机(9)通过螺钉紧固于前安装架(10),所述曲柄(5)通过螺钉压紧于所述电机轴上,实现四连杆机构驱动的输入;所述连杆(4)由位于中间的金属杆与位于两端的第一球铰(2)构成,所述连杆(4)两端分别经第一球铰(2)所固有的螺纹轴与所述曲柄(5)、所述摇杆(11)一侧的螺纹孔相连,所述曲柄(5)与所述连杆(4)和所述摇杆(11)与所述连杆(4)两处的转动副由所述第一球铰(2)提供;转轴(13)穿过所述摇杆 ...
【技术特征摘要】
1.一种医疗模拟用三自由度并联力反馈装置,其特征在于:包括:前安装架(10)、后安装架(6)和末端的动平台,所述动平台包括动平台前部分(15)和动平台后部分(1)固连而成;所述前安装架(10)、后安装架(6)与所述动平台之间有三条支链构成,其中所述前安装架(10)与所述动平台前部分(15)之间有两条结构相同的支链,所述后安装架(6)与所述动平台后部分(1)有一条支链;所述三条支链构成了并联机构的基本框架,能够使得末端所述动平台具有三个自由度;所述两条结构相同的支链包括:自前安装架(10)至动平台前部分(15)依次相连下的电机(9)、曲柄(5)、连杆(4)、摇杆(11)和连接杆(14);所述电机(9)通过螺钉紧固于前安装架(10),所述曲柄(5)通过螺钉压紧于所述电机轴上,实现四连杆机构驱动的输入;所述连杆(4)由位于中间的金属杆与位于两端的第一球铰(2)构成,所述连杆(4)两端分别经第一球铰(2)所固有的螺纹轴与所述曲柄(5)、所述摇杆(11)一侧的螺纹孔相连,所述曲柄(5)与所述连杆(4)和所述摇杆(11)与所述连杆(4)两处的转动副由所述第一球铰(2)提供;转轴(13)穿过所述摇杆(11)中间连接孔经轴承与所述前安装架(10)连接,使得所述摇杆(11)能够实现定轴转动;所述连接杆(14)是由位于中间金属杆和位于两端的第二球铰(2’)构成,所述连接杆(14)两端分别经所述第二球铰(2’)与所述摇杆(11)另一侧、所述动平台前部分(15)的一侧通过螺纹连接固定;所述后安装架(6)与所述动平台后部分(1)的一条支链包括:自后安装架(6)至动平台后部分(1)依次相连下的电机(9)、曲柄(5)、连杆(4)、摇杆(11)和虎克铰部件(23);所述电机(9)通过螺钉紧固于后安装架(6),所述曲柄(5)通过螺钉压...
【专利技术属性】
技术研发人员:郝爱民,王攀峰,丛宇,赵永涛,
申请(专利权)人:北京众绘虚拟现实技术研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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