一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，包括外壳

【技术实现步骤摘要】
一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置


[0001]本专利技术涉及人机交互技术
、
机器人技术
、
传感器技术
、
控制
，具体为一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置
。

技术介绍

[0002]机器人技术已经广泛应用于工业
、
农业
、
军事
、
深空探测，以及医疗等领域，安全的人机交互控制技术目前还在尺寸研究之中
。
特别是面向复杂危险的非结构化环境，如城市排水管道作业
、
核电站安全检测作业等，需要人机交互设备能够完成良好的机器人控制，实现安全
、
高效的作业
。
[0003]传统的人机交互设备能够完成视觉
、
语音信息的交互，无法精确的刻画机器人与环境的交互性能，操作员只能通过
CCTV
返回的视频信息，通过经验对机器人进行控制
。
但是在危险环境下作业时，机器人与环境的交互力信息对于机器人的成功抓取
、
切割
、
打磨等作业至关重要
。
本专利技术提出一种将视觉和力觉信息反馈
、
虚拟呈现，辅助操作员实现对机器人远程遥操作控制的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置
。
该装置具有
X、Y、Z
三个方向独立的力反馈，以及偏航
、
俯仰和横滚三个方向的力矩反馈，并且结构简单<br/>、
紧凑，便于操作员单人携带，快速部署和应用，具有良好的应用前景
。

技术实现思路

[0004]针对传统的人机交互设备存在的缺陷，本专利技术提出了一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，具有视觉和力觉双通道信息反馈功能
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，包括外壳
、
面板
、
六自由度力反馈单元
、
摇杆和触摸屏：所述的外壳为长方体形状，包括上箱体和下箱体，中间通过合页连接，所述的面板安装在下箱体上部封口处，所述的六自由度力反馈单元安装在下箱体底部，所述的摇杆安装在面板上，所述的触摸屏安装在上箱体的内侧；所述六自由度力反馈单元包括
X
‑
轴运动驱动机构
、Y
‑
轴运动驱动机构
、Z
‑
轴运动驱动机构
、
偏航角驱动机构
、
俯仰角驱动机构和横滚角驱动机构
。
[0006]作为本专利技术进一步改进，所述的六自由度力反馈单元的
X
‑
轴运动驱动机构包括包括底板
、
滑竿一
、
滑竿二
、
直线轴承一
、
直线轴承二
、
直线轴承三
、
直线轴承四
、
皮带轮一
、
皮带一
、
皮带轮二
、
电机
X、
螺丝一和滑块
X
；所述的底板固定在所述的下箱体底部，所述的滑竿一和滑竿二为细杆，平行安装在所述的底板上，所述的直线轴承一
、
直线轴承三套装在滑竿一上，所述的直线轴承二
、
直线轴承四套装在滑竿二上，所述的皮带轮一安装在所述的底板端的两个凸起支架上，相对于底板转动，所述的皮带轮二安装在电机
X
的出轴上，所述的电机
X
安装在底板上，所述的皮带轮二与皮带轮一平行，所述的皮带一与皮带轮二和皮带轮一啮合，当电机
X
正反转动时，
皮带一沿着
X
方向来回运动，所述的螺丝一穿过皮带一的下侧，并将皮带一与滑块
X
固定在一起，所述的直线轴承一
、
直线轴承二
、
直线轴承三
、
直线轴承四外侧固定在所述的滑块
X
上，当皮带一沿着
X
方向来回运动时，滑块
X
做跟随运动
。
[0007]作为本专利技术进一步改进，所述的六自由度力反馈单元的
Y
‑
轴运动驱动机构包括滑竿三
、
滑竿四
、
直线轴承五
、
直线轴承六
、
直线轴承七
、
直线轴承八
、
皮带轮三
、
皮带二
、
皮带轮四
、
电机
Y、
螺丝二和滑块
Y
；所述的滑竿三和滑竿四为细杆，平行安装在所述的滑块
X
上，所述的直线轴承五
、
直线轴承七套装在滑竿三上，所述的直线轴承六
、
直线轴承八套装在滑竿四上，所述的皮带轮三安装在所述的滑块
X
一端的两个凸起支架上，相对于滑块
X
转动，所述的皮带轮四安装在电机
Y
的出轴上，所述的电机
Y
安装在滑块
X
上，所述的皮带轮四与皮带轮三平行，所述的皮带二与皮带轮四和皮带轮三啮合，当电机
Y
正反转动时，皮带二沿着
Y
方向来回运动，所述的螺丝二穿过皮带二的下侧，并将皮带二与滑块
Y
固定在一起，所述的直线轴承五
、
直线轴承六
、
直线轴承七
、
直线轴承八外侧固定在所述的滑块
Y
上，当皮带二沿着
Y
方向来回运动时，滑块
Y
做跟随运动
。
[0008]作为本专利技术进一步改进，所述的六自由度力反馈单元的
Z
‑
轴运动驱动机构包括铜柱螺丝
、
支架
Z、
支腿一
、
支腿二
、
支腿三
、
支腿四
、
轴承一
、
电机
Z
联轴器
、
电机
Z
和偏航角支架；所述的支架
Z
通过所述的铜柱螺丝固定在所述的滑块
Y
上，所述的支腿一
、
支腿四为长方形
U
形槽，其一端为齿轮，另一端设置有孔，所述的支腿二
、
支腿三为长方形片，其一端为齿轮，另一端设置有孔，所述的支腿一
、
支腿二
、
支腿三
、
支腿四依次连接，组成一个平行四边形的四连杆机构，所述的支腿一和支腿二的齿轮啮合，并且齿轮中心孔通过轴承一套接在支架
Z...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，包括外壳（1）
、
面板（2）
、
六自由度力反馈单元（3）
、
摇杆（4）和触摸屏（5），其特征在于：所述的外壳（1）为长方体形状，包括上箱体（1‑1）和下箱体（1‑2），中间通过合页连接，所述的面板（2）安装在下箱体（1‑2）上部封口处，所述的六自由度力反馈单元（3）安装在下箱体（1‑2）底部，所述的摇杆（4）安装在面板（2）上，所述的触摸屏（5）安装在上箱体（1‑1）的内侧；所述六自由度力反馈单元（3）包括
X
‑
轴运动驱动机构
、Y
‑
轴运动驱动机构
、Z
‑
轴运动驱动机构
、
偏航角驱动机构
、
俯仰角驱动机构和横滚角驱动机构
。2.
根据权利要求1所述的一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，其特征在于，所述的六自由度力反馈单元（3）的
X
‑
轴运动驱动机构包括包括底板（3‑1）
、
滑竿一（3‑2）
、
滑竿二（3‑3）
、
直线轴承一（3‑4）
、
直线轴承二（3‑5）
、
直线轴承三（3‑6）
、
直线轴承四（3‑7）
、
皮带轮一（3‑8）
、
皮带一（3‑9）
、
皮带轮二（3‑
10
）
、
电机
X
（3‑
11
）
、
螺丝一（3‑
12
）和滑块
X
（3‑
13
）；所述的底板（3‑1）固定在所述的下箱体（1‑2）底部，所述的滑竿一（3‑2）和滑竿二（3‑3）为细杆，平行安装在所述的底板（3‑1）上，所述的直线轴承一（3‑4）
、
直线轴承三（3‑6）套装在滑竿一（3‑2）上，所述的直线轴承二（3‑5）
、
直线轴承四（3‑7）套装在滑竿二（3‑3）上，所述的皮带轮一（3‑9）安装在所述的底板（3‑1）一端的两个凸起支架上，相对于底板（3‑1）转动，所述的皮带轮二（3‑
10
）安装在电机
X
（3‑
11
）的出轴上，所述的电机
X
（3‑
11
）安装在底板（3‑1）上，所述的皮带轮二（3‑
10
）与皮带轮一（3‑8）平行，所述的皮带一（3‑9）与皮带轮二（3‑
10
）和皮带轮一（3‑8）啮合，当电机
X
（3‑
11
）正反转动时，皮带一（3‑9）沿着
X
方向来回运动，所述的螺丝一（3‑
12
）穿过皮带一（3‑9）的下侧，并将皮带一（3‑9）与滑块
X
（3‑
13
）固定在一起，所述的直线轴承一（3‑4）
、
直线轴承二（3‑5）
、
直线轴承三（3‑6）
、
直线轴承四（3‑7）外侧固定在所述的滑块
X
（3‑
13
）上，当皮带一（3‑9）沿着
X
方向来回运动时，滑块
X
（3‑
13
）做跟随运动
。3.
根据权利要求1所述的一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，其特征在于，所述的六自由度力反馈单元（3）的
Y
‑
轴运动驱动机构包括滑竿三（3‑
14
）
、
滑竿四（3‑
15
）
、
直线轴承五（3‑
16
）
、
直线轴承六（3‑
17
）
、
直线轴承七（3‑
18
）
、
直线轴承八（3‑
19
）
、
皮带轮三（3‑
20
）
、
皮带二（3‑
21
）
、
皮带轮四（3‑
22
）
、
电机
Y
（3‑
23
）
、
螺丝二（3‑
24
）和滑块
Y
（3‑
25
）；所述的滑竿三（3‑
14
）和滑竿四（3‑
15
）为细杆，平行安装在所述的滑块
X
（3‑
13
）上，所述的直线轴承五（3‑
16
）
、
直线轴承七（3‑
18
）套装在滑竿三（3‑
14
）上，所述的直线轴承六（3‑
17
）
、
直线轴承八（3‑
19
）套装在滑竿四（3‑
15
）上，所述的皮带轮三（3‑
20
）安装在所述的滑块
X
（3‑
13
）一端的两个凸起支架上，相对于滑块
X
（3‑
13
）转动，所述的皮带轮四（3‑
22
）安装在电机
Y
（3‑
23
）的出轴上，所述的电机
Y
（3‑
23
）安装在滑块
X
（3‑
13
）上，所述的皮带轮四（3‑
22
）与皮带轮三（3‑
20
）平行，所述的皮带二（3‑
21
）与皮带轮四（3‑
22
）和皮带轮三（3‑
20
）啮合，当电机
Y
（3‑
23
）正反转动时，皮带二（3‑
21
）沿着
Y
方向来回运动，所述的螺丝二（3‑
24
）穿过皮带二（3‑
21
）的下侧，并将皮带二（3‑
21
）与滑块
Y
（3‑
25
）固定在一起，所述的直线轴承五（3‑
16
）
、
直线轴承六（3‑
17
）
、
直线轴承七（3‑
18
）
、
直线轴承八（3‑
19
）外侧固定在所述的滑块
Y
（3‑
25
）上，当皮带二（3‑
21
）沿着
Y
方向来回运动时，滑块
Y
（3‑
25
）做跟随运动
。4.
根据权利要求1所述的一种机器人的六自由度力反馈和视觉反馈控制装置，其特征
在于，所述的六自由度力反馈单元（3）的
Z
‑
轴运动驱动机构包括铜柱螺丝（3‑
26
）
、
支架
Z
（3‑
27

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，陈鑫，李强，黄虎一，
申请(专利权)人：常州智水青善机器人科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：