一种鼠标形桌面主操作手制造技术

一种鼠标形桌面主操作手，所述主操作手包括底板、支架、电位计、折形摆杆、直流电机、指尖结构和吸盘式电磁铁，所述支架包括4个食指支架和拇指支架，每个食指支架后设置有一个对应的水平直流电机，所述拇指支架设置在底板食指支架后方，每个支架上有一个转轴，转轴一侧有电位计，每个支架上有一个折形摆杆卡在转轴上，所述食指支架内折形摆杆尾端与水平直流电机连接端之间通过钢丝绳相连，所述拇指支架上设置有竖直直流电机，所述每个折形摆杆首端连有一个对应的指尖机构，所述指尖机构一侧连有吸盘式电磁铁。本实用新型专利技术使用主操作手操作时，与我们平时使用鼠标相似，整个手掌覆盖在装置上，即可进行抓握和触摸等活动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模拟机械人手设备领域，特别涉及一种鼠标形桌面主操作手。
技术介绍
机械手主要用于抓取物件等复杂运动，目前所使用的机械手，大多由简单机械结构组成，灵活度非常差，不能适用于复杂的运动，为此需要配备相应的操作手，以提高其操作能力适应于更复杂运动，人类与动物的最大区别是能否使用工具，因此相对于身体的其他部位，手部的结构更加复杂，运动也更加灵活。灵巧手是模仿人手的外形和运动机理进行研究和制作的，其通过主操作手进行操作，但由于 手部结构的复杂性，使得灵巧手配套的主操作手成为机器人研究领域的难点之一。
技术实现思路
针对以上问题，本技术通过设计一种鼠标形操作手采用桌面型结构，使用主操作手操作时，与我们平时使用鼠标相似，整个手掌覆盖在装置上，即可进行抓握和触摸等活动，为达此目的，本技术提供一种鼠标形桌面主操作手，所述主操作手包括底板、支架、电位计、折形摆杆、直流电机、指尖结构和吸盘式电磁铁，所述支架包括4个食指支架和拇指支架，所述4个食指支架并排设置在底板前方，所述每个食指支架后设置有一个对应的水平直流电机，所述拇指支架设置在底板食指支架后方，所述每个支架上有一个转轴，所述转轴一侧有电位计，所述每个支架上有一个折形摆杆，折形摆杆弯折处卡在转轴上，所述折形摆杆与转轴之间通过固定钉进行定位，所述折形摆杆后端连有配重，所述食指支架内折形摆杆尾端与水平直流电机连接端之间通过钢丝绳相连，所述拇指支架上设置有竖直直流电机，所述拇指支架内折形摆杆尾端与竖直直流电机之间通过钢丝绳相连，所述每个折形摆杆首端连有一个对应的指尖机构，所述指尖机构球套环后端连有吸盘式电磁铁，所述指尖机构包括指尖托板、球套环、滚轮组、活动圆球和内电位计，所述指尖机构通过指尖托板与折形摆杆首端相连，所述指尖托板支架上安装有球套环，所述球套环内有活动圆球，所述滚轮组有两个互相垂直，所述滚轮组安装在与活动圆球位置相对的指尖托板外支架上，所述指尖托板内支架上有内电位计。作为本技术的进一步改进，所述限位轴设置在食指支架顶部，为了避免直流电机旋转过快使折形摆杆抬起过猛对操作者造成伤害，在转轴上方设计了限位轴，限制折形摆杆的摆动角度范围。本技术通过设计一种鼠标形操作手采用桌面型结构，该主操作手共有20个自由度，使用主操作手操作时，与我们平时使用鼠标相似，整个手掌覆盖在装置上，通过手活动即可控制相应的灵巧手进行抓握和触摸等活动，本技术设置有力反馈结构，在抓取物体过程中能够将反作用力的大小反馈给操作者，一般作为从手的灵巧手，每个手指的承载能力最大为4N，相应地，本装置也能够提供4N的反馈力，这样使用起来更具真实感，此外本专利在主操作手上安装有旋转电位计，可以测量操作者手指的各个关节在运动时转过的角度，进而能实时的把手指的位置姿态信息传达给从手，使得灵巧手活动起来更为灵敏。附图说明图I是本专利结构示意图；图中的构件为I、底板；2-1、食指支架；2-2、拇指支架；3、电位计；4、转轴；5、折形摆杆；5-1、配重；6、水平直流电机；7、固定钉；8、限位轴；9-1、指尖托板；9-2、球套环；9-3、滚轮组； 9-4、活动圆球；9-5、内电位计； 10、吸盘式电磁铁；11、竖直直流电机。具体实施方式以下结合附图和实施例对技术做详细的说明本技术通过设计一种鼠标形操作手采用桌面型结构，使用主操作手操作时，与我们平时使用鼠标相似，整个手掌覆盖在装置上，即可进行抓握和触摸等活动。作为本技术一种具体实施例本技术提供结构工作示意图如图I所示一种鼠标形桌面主操作手，所述主操作手包括底板I、支架、电位计3、折形摆杆5、直流电机、指尖结构和吸盘式电磁铁10，所述支架包括4个食指支架2-1和拇指支架2-2，所述4个食指支架2-1并排设置在底板I前方，所述每个食指支架2-1后设置有一个对应的水平直流电机6，所述拇指支架2-2设置在底板I食指支架2-1后方，所述每个支架上有一个转轴4，所述转轴4 一侧有电位计3，所述每个支架上有一个折形摆杆5，折形摆杆5弯折处卡在转轴4上，所述折形摆杆5与转轴4之间通过固定钉7进行定位，所述折形摆杆5后端连有配重5-1，配重5-1和指尖结构的重量相抵消，一方面使主操作手处于初始位置，另一方面在灵巧手抓取物体的过程中，使电机形成的反馈力更为准确，使操作者操作起来更为自如，所述限位轴8设置在食指支架2-1顶部，，为了避免直流电机旋转过快使折形摆杆5抬起过猛对操作者造成伤害，在转轴4上方设计了限位轴8，限制折形摆杆5的摆动角度范围，所述食指支架2-1内折形摆杆5尾端与水平直流电机6连接端之间通过钢丝绳相连，所述拇指支架2-2上设置有竖直直流电机11，所述拇指支架2-2内折形摆杆5尾端与竖直直流电机11连接端之间通过钢丝绳相连，所述每个折形摆杆5首端连有一个对应的指尖机构，所述指尖机构球套环9-2后端连有吸盘式电磁铁10，所述指尖机构包括指尖托板9-1、球套环9-2、滚轮组9-3、活动圆球9-4和内电位计9-5，所述指尖机构通过指尖托板9_1与折形摆杆5首端相连,所述指尖托板9-1支架上安装有球套环9-2,所述球套环9-2内有活动圆球9-4，所述滚轮组9-3有两个互相垂直,所述滚轮组9-3安装在与活动圆球9-4位置相对的指尖托板9-1外支架上，所述指尖托板9-1内支架上有内电位计9-5。由于人手的结构复杂，实际应用时通常进行一定的简化，经过简化后，每个手指各有3个关节4个自由度，整个手一共20个自由度。其拇指的结构与其余四指稍有不同，其余4指除了在几何尺寸上有一些差别之外基本具有相同的结构，本专利利用前述的简化原理对主操作手外形结构进行了相应的设计。主操作手的食指、中指、无名指和小指四指利用相似的食指结构，拇指的结构与其余四指略有不同。在布局上，五根手指的位置分布与人手相似，除拇指外的其余四指相互平行，拇指与四指相互垂直。本专利使用时底板I放置在桌面上，支架安装在底板I上，支架间有转轴4，折形摆杆5可绕转轴4摆动。折形摆杆5的前端安装指尖结构，后端通过钢丝绳与直流电机相连。折形摆杆5的后端部分设计有配重5-1，配重5-1和指尖结构的重量相抵消，一方面使主操作手处于初始位置，另一方面在灵巧手抓取物体的过程 中，使电机形成的反馈力更为准确，使操作者操作起来更为自如，电机输出轴与折形摆杆5后端的弧形设计相切。直流电机、钢丝绳以及折形摆杆5构成用于人手感知虚拟手指抓取物体时指尖正压力的力反馈机构，为了避免直流电机旋转过快使折形摆杆5抬起过猛对操作者造成伤害，在转轴4上方设计了限位轴8，限制折形摆杆5的摆动角度范围。本专利指尖机构指尖托板9-1上加工有一个圆孔，用以定位和安放活动圆球9-4，活动圆球9-4周围装有一对相互垂直的滚轮组9-3。其中，轴线与折形摆杆5相同的滚轮称为竖向滚轮，轴线方向与折形摆杆垂直的滚轮称为滚轮组，活动圆球9-4滚动时由摩擦力带动滚轮组和竖向滚轮转动，球套环9-2包围着活动圆球9-4，吸盘式电磁铁10安装在球套环9-2后端。当电磁铁未通电时，球套环9-2处于自然状态，活动圆球9-4可自由转动；当电磁铁上有电流流过时，球套环9-2会收紧，产生限制活动圆球9-4转动的阻力，本专利采用该结构主要是用于人手感知本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鼠标形桌面主操作手，所述主操作手包括底板（1）、支架、电位计（3）、折形摆杆（5）、直流电机、指尖结构和吸盘式电磁铁（10），其特征在于：所述支架包括4个食指支架（2？1）和拇指支架（2？2），所述4个食指支架（2？1）并排设置在底板（1）前方，所述每个食指支架（2？1）后设置有一个对应的水平直流电机（6），所述拇指支架（2？2）设置在底板（1）食指支架（2？1）后方，所述每个支架上有一个转轴（4），所述转轴（4）一侧有电位计（3），所述每个支架上有一个折形摆杆（5），折形摆杆（5）弯折处卡在转轴（4）上，所述折形摆杆（5）与转轴（4）之间通过固定钉（7）进行定位，所述折形摆杆（5）后端连有配重（5？1），所述食指支架（2？1）内折形摆杆（5）尾端与水平直流电机（6）连接端相连，所述拇指支架（2？2）上设置有竖直直流电机（11），所述拇指支架（2？2）内折形摆杆（5）尾端与竖直直流电机（11）连接端之间通过钢丝绳相连，所述每个折形摆杆（5）首端连有一个对应的指尖机构，所述指尖机构球套环（9？2）后端连有吸盘式电磁铁（10），所述指尖机构包括指尖托板（9？1）、球套环（9？2）、滚轮组（9？3）、活动圆球（9？4）和内电位计（9？5），所述指尖机构通过指尖托板（9？1）与折形摆杆（5）首端相连，所述指尖托板（9？1）支架上安装有球套环（9？2），所述球套环（9？2）内有活动圆球（9？4），所述滚轮组（9？3）有两个互相垂直，所述滚轮组（9？3）安装在与活动圆球（9？4）位置相对的指尖托板（9？1）外支架上，所述指尖托板（9？1）内支架上有内电位计（9？5）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珺，陈曼华，姜小菁，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：实用新型
国别省市：