轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，一自由度力反馈手部操控握把安装在腕部掌屈背屈关节组件的输出端，腕部掌屈背屈关节组件与一自由度腕部尺屈找屈关节组件的输出端固定连接，腕部尺屈挠屈关节组件与一自由度前臂回旋关节组件的输出端固定连接；一自由度肘关节组件的一端与前臂回旋关节组件固定连接，另一端与三自由度球面仿生肩关节组件的一端固定连接，三自由度球面仿生肩关节组件的另一端安装在背部基座上；三自由度球面仿生肩关节组件具有肩部前伸后缩、肩部外展内收及肩部内旋外旋三个自由度。本实用新型专利技术具有可穿戴、结构紧凑、重量轻、运动兼容性与操控灵活性强等特点，可广泛应用于外骨骼式遥操作领域。

【技术实现步骤摘要】
轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手
本技术属于外骨骼机器人技术、主从遥操作领域，具体地说是一种轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手。
技术介绍
随着工业技术的迅速发展，七自由度串联机器人由于具有较高的灵活性、可靠性和适应性，能够避免六自由度串联机器人中经常出现的结构奇异性问题以及关节限制问题，具备较强的避障能力，在一些特殊的要求和环境下能够顺利完成复杂的任务，如装配、焊接等行业得到广泛应用，并已经实现了自动化控制。但在核辐射、火灾及反恐作战现场等非结构环境、多样化任务作业中，仍很难实现机器人的自动作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是最常用的操作方法。七自由度串联机器人在控制过程中需要多个关节的控制参数，以在从端复现主端操作者上肢作业动作，实现非结构环境下的复杂任务作业。但现有主从遥操作系统中，一方面主端操作器多采用与人体手臂异构的六自由度力反馈控制器实现主从末端工具的笛卡尔空间位姿控制，无法对从端机械臂各关节进行有效控制与路径规划，降低了七自由度串联机器人灵活性、适应性与避障能力；一方面主端手部处多采用控制按钮触发控制指令或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：包括一自由度力反馈手部操控握把(1000)、一自由度腕部掌屈背屈关节组件(2000)、一自由度腕部尺屈挠屈关节组件(3000)、一自由度前臂回旋关节组件(4000)、一自由度肘关节组件(5000)、三自由度球面仿生肩关节组件(6000)、背部基座(0001)、背负系统(0002)及上臂绑带组件(0003)，其中一自由度力反馈手部操控握把(1000)安装在腕部掌屈背屈关节组件(2000)的输出端，该腕部掌屈背屈关节组件(2000)与一自由度腕部尺屈找屈关节组件(3000)的输出端固定连接，所述腕部尺屈挠屈关节组件(3000)与一自由度...

【技术特征摘要】
1.一种轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：包括一自由度力反馈手部操控握把(1000)、一自由度腕部掌屈背屈关节组件(2000)、一自由度腕部尺屈挠屈关节组件(3000)、一自由度前臂回旋关节组件(4000)、一自由度肘关节组件(5000)、三自由度球面仿生肩关节组件(6000)、背部基座(0001)、背负系统(0002)及上臂绑带组件(0003)，其中一自由度力反馈手部操控握把(1000)安装在腕部掌屈背屈关节组件(2000)的输出端，该腕部掌屈背屈关节组件(2000)与一自由度腕部尺屈找屈关节组件(3000)的输出端固定连接，所述腕部尺屈挠屈关节组件(3000)与一自由度前臂回旋关节组件(4000)的输出端固定连接；所述一自由度肘关节组件(5000)的一端与前臂回旋关节组件(4000)固定连接，另一端与三自由度球面仿生肩关节组件(6000)的一端固定连接，三自由度球面仿生肩关节组件(6000)的另一端安装在背部基座(0001)上；所述三自由度球面仿生肩关节组件(6000)具有肩部前伸后缩、肩部外展内收及肩部内旋外旋三个自由度；所述背负系统(0002)安装在背部基座(0001)上，用于穿戴在人体上；所述一自由度肘关节组件(5000)与三自由度球面仿生肩关节组件(6000)之间安装有上臂绑带组件(0003)。


2.根据权利要求1所述的轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：所述一自由度力反馈手部操控握把(1000)包括操控扳机(1001)、扳机轴(1002)、操控握把主体(1003)、握把编码器(1004)、转动轮(1005)、动力电机(1006)、拉力线(1008)、止逆弹簧(1009)及驱动轮(1010)，该操控扳机(1001)位于所述操控握把主体(1003)的前端，所述操控扳机(1001)的一端与设置在操控握把主体(1003)上的扳机轴(1002)转动连接，另一端为手握端、位于操控握把主体(1003)的外部，该操控扳机(1001)的一端安装有转动轮(1005)；所述握把编码器(1004)、动力电机(1006)、拉力线(1008)、止逆弹簧(1009)及驱动轮(1010)均位于操控握把主体(1003)内，该动力电机(1006)固定在操控握把主体(1003)内部，输出端连接有驱动轮(1010)，所述拉力线(1008)的两端分别缠绕在所述转动轮(1005)与驱动轮(1010)上；所述止逆弹簧(1009)的一端连接于驱动轮(1010)上，另一端连接于所述操控握把主体(1003)内部；所述动力电机(1006)在工作时处于堵转状态，该动力电机(1006)的电机轴上安装有握把编码器(1004)；所述操控握把主体(1003)与一自由度腕部掌屈背屈关节组件(2000)的输出端相连。


3.根据权利要求2所述的轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：所述操控握把主体(1003)上安装有防护罩(1007)，所述扳机轴(1002)、转动轮(1005)、拉力线(1008)、止逆弹簧(1009)及驱动轮(1010)均位于操控握把主体(1003)与防护罩(1007)围成的空间内。


4.根据权利要求1所述的轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：所述一自由度前臂回旋关节组件(4000)包括前臂运动保持架(4001)、十字交叉滚子轴承(4002)、前臂固定保持架(4003)及环形编码器(4004)，该前臂运动保持架(4001)与十字交叉滚子轴承(4002)的内圈固定连接，前臂固定保持架(4003)与所述十字交叉滚子轴承(4002)的外圈固定连接；所述环形编码器(4004)的内圈、外圈分别与前臂运动保持架(4001)、前臂固定保持架(4003)连接；所述一自由度腕部尺屈挠屈关节组件(3000)与前臂运动保持架(4001)相连，所述前臂固定保持架(4003)连接于所述一自由度肘关节组件(5000)的一端连接。


5.根据权利要求1所述的轻型可穿戴式局部力反馈仿生双臂外骨骼主手，其特征在于：所述三自由度球面仿生肩关节组件(6000)包括肩部前伸后缩固定架(6007)、外展内收固定架(6008)及位于该肩部前伸后缩固定架(6007)与外展内收固定架(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连庆，杨铁，于鹏，赵亮，杨洋，刘柱，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21