CN102691767A - 基于力反馈设备的运动放大装置 - Google Patents

Abstract

一种基于力反馈设备的运动放大装置，与力反馈设备一起安装在工作平台上并与力反馈设备传动相连，包括固定轴、连接臂、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和工作臂；固定轴竖直安装在工作平台上；连接臂的一端通过直线轴承与固定轴活动相连，连接臂的另一端通过连接臂调整销与第一连杆活动相连，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆分别水平设置并顺序通过销轴活动相连组成可伸缩的平行四边形结构，其中，第二连杆与第三连杆的连接销轴还与力反馈设备的活动部件相连；工作臂与第二连杆平行设置并通过工作臂调整件与第二连杆活动相连。本发明能够实现运动部件不失真的比例放大，并具有结构简单、操作方便、安全可靠的优点。

Description

基于力反馈设备的运动放大装置

技术领域

本发明涉及运动比例缩放装置，特别涉及一种基于力反馈设备的运动放大装置。

背景技术

目前，力反馈设备已经应用于工业、医疗、矿产等多方面。但是，力反馈设备一般用作主操作输入平台，还没有用于从操作输出平台的先例。由于力反馈设备的运动空间有限，作为从操作输出设备很受限制。鉴于活动空间有限，有必要设计一种力反馈设备的运动放大装置，不失真的对力反馈设备的运动进行比例放大，扩大其运动空间，扩展其适用范围。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种基于力反馈设备的运动放大装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于力反馈设备的运动放大装置，与力反馈设备一起安装在工作平台上并与力反馈设备传动相连，包括固定轴、连接臂、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和工作臂；固定轴竖直安装在工作平台上；连接臂的一端通过直线轴承与固定轴活动相连，连接臂的另一端通过连接臂调整销与第一连杆活动相连，连接臂可沿固定轴上下移动并可通过连接臂调整销调整与第一连杆的连接位置从而调节连接臂的工作长度；第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆分别水平设置并顺序通过销轴活动相连组成可伸缩的平行四边形结构，其中，第二连杆与第三连杆的连接销轴还与力反馈设备的活动部件相连；工作臂与第二连杆平行设置并通过工作臂调整件与第二连杆活动相连，通过调整工作臂调整件与第二连杆的连接位置可调节工作臂的工作长度；所述固定轴的轴线、第三连杆和第四连杆的连接销轴的轴线与工作臂的操作端点的轴线在同一个平面内。

所述的连接臂为90度悬臂形结构件，其与固定轴连接的一端设有用于安装直线轴承的轴孔，其与第一连杆连接的一端设有U形槽口；所述的第一连杆设有横向贯通的滑槽；连接臂的U形槽口卡套在第一连杆上，所述的连接臂调整销穿过连接臂的U形槽口及第一连杆的滑槽将连接臂与第一连杆活动相连，连接臂调整销可沿第一连杆的滑槽作水平移动从而实现调整连接臂的工作长度。

所述的工作臂为直线形结构件，工作臂的操作端点设有操作柄；所述的第二连杆设有竖向贯通的滑槽；所述的工作臂调整件的两端分别设有向两端开口的U形槽口，其中一个U形槽口套在工作臂上并通过销钉与工作臂固定相连；另一个U形槽口套在第二连杆上，一销轴穿过该U形槽口和第二连杆的滑槽将工作臂与第二连杆活动相连，工作臂调整件可沿第二连杆的滑槽作水平移动并带动工作臂移动从而实现调节工作臂的工作长度。

本发明的基于力反馈设备的运动放大装置，由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有如下的优点及有益效果：

(一)扩大了力反馈设备的活动范围；

(二)力反馈设备的运动没有失真；

(三)运动比例放大系数可调整，应用范围大；

(四)结构简单、操作方便、安全可靠。

附图说明

图1是本发明基于力反馈设备的运动放大装置立体结构示意图；

图2是本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明基于力反馈设备的运动放大装置，与力反馈设备一起安装在工作平台上并与力反馈设备传动相连，包括固定轴1、连接臂2、第一连杆3、第二连杆4、第三连杆5、第四连杆6和工作臂7。固定轴1竖直安装在工作平台上；连接臂2的一端通过直线轴承8与固定轴1活动相连，连接臂2的另一端通过连接臂调整销9与第一连杆3活动相连，连接臂2可沿固定轴1上下移动并可通过连接臂调整销9调整与第一连杆3的连接位置从而调节连接臂的工作长度。第一连杆3、第二连杆4、第三连杆5和第四连杆6分别水平设置并顺序通过销轴活动相连组成可伸缩的平行四边形结构，其中，第二连杆4与第三连杆5的连接销轴10还与力反馈设备的活动部件相连。工作臂7与第二连杆3平行设置并通过工作臂调整件11与第二连杆3活动相连，通过调整工作臂调整件11与第二连杆3的连接位置可调节工作臂7的工作长度。上述固定轴1的轴线、第三连杆5和第四连杆6的连接销轴10的轴线与工作臂7的操作端点的轴线在同一个平面内。

本发明中的连接臂2为90度悬臂形结构件，其与固定轴1连接的一端设有用于安装直线轴承8的轴孔，其与第一连杆3连接的一端设有U形槽口；第一连杆3设有横向贯通的滑槽31；连接臂2的U形槽口卡套在第一连杆3上，连接臂调整销9穿过连接臂2的U形槽口及第一连杆3的滑槽31将连接臂2与第一连杆3活动相连，连接臂调整销9可沿第一连杆3的滑槽31作水平移动从而实现调整连接臂2的工作长度。

本发明中的工作臂7为直线形结构件，工作臂7的操作端点设有操作柄71；第二连杆4设有竖向贯通的滑槽41，工作臂调整件11的两端分别设有向两端开口的U形槽口，其中一个U形槽口套在工作臂7上并通过销钉与工作臂固定相连；另一个U形槽口套在第二连杆4上，一销轴穿过该U形槽口和第二连杆4的滑槽41将工作臂7与第二连杆4活动相连，工作臂调整件11可沿第二连杆4的滑槽41作水平移动并带动工作臂7移动从而实现调节工作臂7的工作长度。

本发明力反馈设备的运动放大装置的工作原理可结合图2说明如下：A点表示固定轴1的支撑点，B点表示第一连杆3与第四连杆6的连接点，C点表示第一连杆3与第二连杆4的连接点，D点表示第二连杆4与第三连杆5的连接点，E点表示工作臂7的操作末端，F点表示第三连杆5与第四连杆6的连接点，同时也是本发明力反馈设备的运动放大装置与力反馈设备的活动部件的连接点。

直线轴承8具有导向作用，可以使本发明力反馈设备的运动放大装置在固定轴1上自由运动。连接臂2的工作长度

可以通过连接臂调整销9调节，工作臂7的工作长度

可以通过工作臂调整件11调节。力反馈设备运动的放大比例系数可以通过与

的同时调整，实现不同的比例放大系数。力反馈设备的活动部件的运动通过本发明力反馈设备的运动放大装置的放大，可以不失真的在工作臂7的操作末端E处表现出来。

为了保证力反馈设备运动的比例放大且不失真，A、F、E应在一条直线上。即：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{BC}}\·\stackrel{\‾}{\mathrm{CD}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{DE}}}$

力反馈设备运动的放大比例系数大小P的计算方法为：

$P=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}+\stackrel{\‾}{\mathrm{BC}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}}.$

Claims (3)

1.一种基于力反馈设备的运动放大装置，与力反馈设备一起安装在工作平台上并与力反馈设备传动相连，其特征在于：包括固定轴、连接臂、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和工作臂；固定轴竖直安装在工作平台上；连接臂的一端通过直线轴承与固定轴活动相连，连接臂的另一端通过连接臂调整销与第一连杆活动相连，连接臂可沿固定轴上下移动并可通过连接臂调整销调整与第一连杆的连接位置从而调节连接臂的工作长度；第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆分别水平设置并顺序通过销轴活动相连组成可伸缩的平行四边形结构，其中，第二连杆与第三连杆的连接销轴还与力反馈设备的活动部件相连；工作臂与第二连杆平行设置并通过工作臂调整件与第二连杆活动相连，通过调整工作臂调整件与第二连杆的连接位置可调节工作臂的工作长度；所述固定轴的轴线、第三连杆和第四连杆的连接销轴的轴线与工作臂的操作端点的轴线在同一个平面内。

2.如权利要求1所述的基于力反馈设备的运动放大装置，其特征在于：所述的连接臂为90度悬臂形结构件，其与固定轴连接的一端设有用于安装直线轴承的轴孔，其与第一连杆连接的一端设有U形槽口；所述的第一连杆设有横向贯通的滑槽；连接臂的U形槽口卡套在第一连杆上，所述的连接臂调整销穿过连接臂的U形槽口及第一连杆的滑槽将连接臂与第一连杆活动相连，连接臂调整销可沿第一连杆的滑槽作水平移动从而实现调整连接臂的工作长度。

3.如权利要求1所述的基于力反馈设备的运动放大装置，其特征在于：所述的工作臂为直线形结构件，工作臂的操作端点设有操作柄；所述的第二连杆设有竖向贯通的滑槽；所述的工作臂调整件的两端分别设有向两端开口的U形槽口，其中一个U形槽口套在工作臂上并通过销钉与工作臂固定相连；另一个U形槽口套在第二连杆上，一销轴穿过该U形槽口和第二连杆的滑槽将工作臂与第二连杆活动相连，工作臂调整件可沿第二连杆的滑槽作水平移动并带动工作臂移动从而实现调节工作臂的工作长度。

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