【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业机器人远距离操作领域，特别涉及该领域中的一种远距离操作设备力反馈主端操作器及其运行方法，可用于动力机械手、机械式主从机械手、电随动机械手的力反馈操作。
技术介绍
1、传统机械式主从机械手通过操作员纯机械进行控制，1:1施力操作，体力消耗大，人员疲劳后增加了操作的危险性，对操作员的体能、操作熟练度要求较高。远距离操作时，主手端的动作幅度非常大，操作员需大范围移动，不能保持窥视窗前的最佳观察位置，影响视野和观察力，降低了生产效率和安全性。
2、电随动主从机械手虽然能减轻操作员的劳动强度，但随着时间推移，窥视窗吸收累计剂量增加，铅玻璃发黄愈发严重，窥视窗整体的可视性严重降低，使得在没有视频监控或视频监控视角不足的情况下，部分作业只能进行“盲操”。
3、动力机械手的操作模式分为就地移动操作平台控制和无线遥控器操作两种，通过旋钮和按钮对任意电机进行独立控制，或对机械臂进行单关节摆动，或沿直角坐标系进行平直运动或绕轴旋转，但无法为操作员提供力觉临场感，难以避免因对深度、力度的感知差异而造成碰撞或过载。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种远距离操作设备力反馈主端操作器及其运行方法，可用于动力机械手、机械式主从机械手、电随动机械手的远距离力反馈操作。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种远距离操作设备力反馈主端操作器，其改进之处在于：包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关
4、所述的第一关节包括底座，一轴转盘通过轴承安装在底座顶部并能绕底座旋转，旋转角度由固定在底座上的一轴限位销限定，一轴电机固定在底座上，一轴电机的动力输出轴竖向设置并在其上安装一轴钢丝绳驱动轴，在一轴钢丝绳驱动轴上缠绕一轴钢丝绳，一轴钢丝绳的两端分别固定在一轴转盘上，并通过一轴涨紧弹簧涨紧；
5、所述的第二关节包括两块固定于一轴转盘上的第二关节支撑板，二轴空心轴通过轴承安装在第二关节支撑板上并能绕第二关节支撑板旋转，在二轴空心轴上固定安装大臂、二轴转盘和二轴被动平衡盘，二轴转盘随二轴空心轴的旋转角度由固定在第二关节支撑板上的二轴限位销限定，二轴电机固定在第二关节支撑板上，二轴电机的动力输出轴水平设置并在其上安装二轴钢丝绳驱动轴，在二轴钢丝绳驱动轴上缠绕二轴主动钢丝绳，二轴主动钢丝绳的两端分别固定在二轴转盘上，并通过二轴涨紧弹簧涨紧，二轴被动平衡盘通过二轴被动钢丝绳和二轴被动弹簧与一轴转盘连接；
6、所述的第三关节包括三轴中心轴和三轴输出轴，三轴中心轴通过轴承安装在二轴空心轴上并能绕二轴空心轴旋转，三轴输出轴通过轴承安装在大臂顶部并能绕大臂旋转，三轴中心轴通过三轴传动钢丝绳与三轴输出轴传动连接，在三轴中心轴上固定安装三轴转盘和三轴被动平衡盘，三轴电机固定在第二关节支撑板上，三轴电机的动力输出轴水平设置并在其上安装三轴钢丝绳驱动轴，在三轴钢丝绳驱动轴上缠绕三轴主动钢丝绳，三轴主动钢丝绳的两端分别固定在三轴转盘上，并通过三轴涨紧弹簧涨紧，三轴被动平衡盘通过三轴被动钢丝绳和三轴被动弹簧与一轴转盘连接，在三轴输出轴上固定安装小臂；
7、所述的第四关节包括按钮盒，在按钮盒上布置按钮和开关，按钮盒的前端通过轴承安装在小臂上并能绕小臂旋转，在按钮盒的后端上固定安装小臂自旋管，四轴电机和四轴减速器固定安装在小臂内，四轴电机的动力输出轴通过四轴减速器与按钮盒连接；
8、所述的第五关节包括五轴第一摆臂、五轴第二摆臂和五轴输出杆，五轴第一摆臂安装在按钮盒外并能绕按钮盒旋转，五轴第二摆臂和五轴输出杆分别安装在小臂自旋管前端的两侧，五轴第二摆臂能带动五轴输出杆绕小臂自旋管同步旋转，把手通过轴承安装在五轴输出杆上并能绕五轴输出杆旋转，五轴拉杆的一端与五轴第一摆臂铰接，另一端与五轴第二摆臂铰接，使小臂自旋管、五轴第一摆臂、五轴拉杆、五轴第二摆臂形成平行四边形连杆结构，五轴电机和五轴减速器固定安装在按钮盒内，五轴电机的动力输出轴通过五轴减速器与五轴第一摆臂连接；
9、所述的第六关节包括六轴电机和六轴减速器，六轴电机和六轴减速器固定安装在五轴输出杆内，六轴电机的动力输出轴通过六轴减速器与把手连接，夹钳电机和滚轮固定在把手内部，夹钳电机的动力输出轴与滚轮连接，在滚轮上缠绕钢丝绳，钢丝绳的一端伸出把手外与夹钳固定连接。
10、进一步的，在底座下面安装有整个操作器的控制系统，控制系统包括嵌入式控制系统、电机驱动器和电源模块。
11、进一步的，二轴转盘通过键连接与二轴空心轴固连。
12、进一步的，三轴转盘通过键连接与三轴中心轴固连。
13、进一步的，滚轮上缠绕的钢丝绳为带壳钢丝绳。
14、一种运行方法，适用于上述的远距离操作设备力反馈主端操作器，其改进之处在于：
15、对于第一关节，由一轴电机带动一轴钢丝绳驱动轴旋转，从而带动一轴钢丝绳运动，由于一轴钢丝绳的两端分别固定在一轴转盘上，使一轴钢丝绳能带动一轴转盘绕底座旋转，实现第一关节的活动；
16、对于第二关节，由二轴电机带动二轴钢丝绳驱动轴旋转，从而带动二轴主动钢丝绳运动，由于二轴主动钢丝绳的两端分别固定在二轴转盘上，使二轴主动钢丝绳能带动二轴转盘旋转，二轴转盘旋转带动大臂同步摆动，大臂摆动实现第二关节的活动；
17、对于第三关节，由三轴电机带动三轴钢丝绳驱动轴旋转，从而带动三轴主动钢丝绳运动，由于三轴主动钢丝绳的两端分别固定在三轴转盘上，使三轴主动钢丝绳能带动三轴转盘旋转，三轴转盘旋转带动三轴中心轴同步旋转，由于三轴中心轴通过三轴传动钢丝绳与三轴输出轴传动连接，使三轴中心轴能带动三轴输出轴同步旋转，进而带动小臂同步摆动，小臂摆动实现第三关节的活动；
18、对于第四关节，四轴电机通过四轴减速器带动按钮盒绕小臂旋转，按钮盒绕小臂旋转实现第四关节的活动；
19、对于第五关节，五轴电机通过五轴减速器带动五轴第一摆臂摆动，由于小臂自旋管、五轴第一摆臂、五轴拉杆和五轴第二摆臂形成了平行四边形连杆结构，五轴第一摆臂摆动时能通过五轴拉杆带动五轴第二摆臂同步摆动，进而带动五轴输出杆同步摆动，五轴输出杆摆动实现第五关节的活动；
20、对于第六关节，六轴电机通过六轴减速器带动把手旋转，把手旋转实现第六关节的活动；夹钳电机带动滚轮旋转，使滚轮上的钢丝绳拉动夹钳运动。
21、本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术所公开的操作器，没有传统机械臂的距离限制和人力驱动限制，人员可在安全操作间内，在具有力反馈的真实操作感观下，对机械臂的姿态进行快速置位和调节，轻松省力，安全可靠。
23、本专利技术所公开的运行方法，无需特殊培训，不必学习指令、编程，任何操作员都能像使用自己的双手一样操作机械臂进行主从随动作业，非常方便。
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1.一种远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；
2.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：在底座下面安装有整个操作器的控制系统，控制系统包括嵌入式控制系统、电机驱动器和电源模块。
3.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：二轴转盘通过键连接与二轴空心轴固连。
4.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：三轴转盘通过键连接与三轴中心轴固连。
5.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：滚轮上缠绕的钢丝绳为带壳钢丝绳。
6.一种运行方法，适用于权利要求1所述的远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；
2.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征在于：在底座下面安装有整个操作器的控制系统，控制系统包括嵌入式控制系统、电机驱动器和电源模块。
3.根据权利要求1所述远距离操作设备力反馈主端操作器，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李浩源，刘祖伦，许志增，王庆峰，李海龙，张峰源，
申请(专利权)人：青岛东卡环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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