CN109388144A - 一种基于双传感器的移动平台操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双传感器的移动平台操纵装置，属于电动移动平台操纵技术领域，包括基座，所述基座一侧壁的两端对称设置两个操纵手柄，每个所述操纵手柄包括外部套设有外管的把芯和套设于所述外管外部的把套，且所述外管与所述把芯间设有间隙，传感器设置于所述把芯中间的第一凹槽内，且所述传感器的一端与所述外管的内侧相连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述把芯相连接，所述把套与所述外管之间内嵌有开关控制结构。与现有技术比较，本发明采用单侧仅一个力传感器的结构，精确的操控电动平台移动，操作过程简单、自然；结构简单，安装、调整方便；具有开关控制结构，使系统动作更加安全、可靠，且简化操作过程、使用方便、快捷。

Description

一种基于双传感器的移动平台操纵装置

技术领域

本发明涉及电动移动平台操纵技术领域，具体涉及一种基于双传感器的移动平台操纵装置。

背景技术

常见电动平台操纵装置，是基于四传感器应用，即每侧手握部分中，各有两个传感器，结构复杂，调整不便，因拉压力传感器在变形量非常小时，即可达到量程极限，故成组使用的两传感器在装配时，两传感器相互位置关系要求非常高，通常装配时，要加不同厚度的垫片，并采用调整装配法，以适应传感器相关尺寸的离散性，过程复杂，费力，且存在两传感器受力时互相影响的问题。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践提出了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，一种基于双传感器的移动平台操纵装置，包括基座，所述基座一侧壁的两端对称设置两个操纵手柄，每个所述操纵手柄包括外部套设有外管的把芯和套设于所述外管外部的把套，且所述外管与所述把芯间设有间隙，传感器设置于所述把芯中间的第一凹槽内，且所述传感器的一端与所述外管的内侧相连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述把芯相连接，所述把套与所述外管之间内嵌有开关控制结构，用于控制移动平台行走部分电源的开闭。

进一步的，所述开关控制结构包括按键板和干簧管，所述按键板设置于所述把套内，所述干簧管设置于所述外管开设的第二凹槽内，所述第二凹槽的底面为弧形，且所述干簧管的簧片平面平行于所述第二凹槽的底面的切线方向。

进一步的，所述开关控制结构还包括弹性件和磁性件，所述弹性件的一端与所述按键板相连接，另一端与所述外管相连接，所述磁性件设置于所述按键板内部。

进一步的，每个所述操纵手柄还包括把芯座，所述把芯座的两端分别与所述把芯和所述侧壁相连接，且所述把芯与所述把芯座的连接方向垂直于所述基座与所述把芯座的连接方向。

进一步的，与所述把芯座相连接的所述侧壁的两对称端分别设置至少一通孔，螺钉穿过所述通孔将所述把芯座固定于所述侧壁。

进一步的，所述把芯与所述把芯座螺纹连接，并通过螺母锁紧。

进一步的，所述传感器设置于传感器安装座上，且与所述传感器安装座相连接，且所述传感器安装座设置于所述第一凹槽内并与所述把芯相连接。

进一步的，所述传感器为拉压双传感器。

进一步的，所述传感器的一端与所述外管的内侧螺钉连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述传感器安装座螺钉连接，所述传感器安装座与所述把芯螺钉连接。

进一步的，所述把芯为圆柱体结构，且所述外管与所述把套的横截面均为圆形。

与现有技术比较，本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用单侧仅一个力传感器的结构，精确的操控电动平台转弯行进，甚至原地变向，操作过程简单、自然；同时结构得到简化，安装、调整更加方便；当无操作时，传感器回零稳定不变，使得被控移动平台初始速度稳定，接近于零。

(2)本发明具有开关控制结构，使系统动作更加安全、可靠，且简化操作过程、使用方便、快捷。

(3)可广泛应用于电动移动平台、医用台车、医用移动平台、医用手术机器人、货运送辆、牵引车、物流搬运车等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明中一种基于双传感器的移动平台操纵装置的结构图；

图2是本发明中一种基于双传感器的移动平台操纵装置的外管部分局部放大图；

图3是本发明中基座与把芯座连接的结构放大图；

图4是本发明中把芯与把芯座连接的结构放大图；

图5是本发明中操纵手柄的内部剖视图；

图6是包括本发明中一种基于力传感器的移动平台操纵装置的一种医疗机器人设备的部分结构图。

图中数字表示：

1-传感器、2-外管、3-把芯、4-把芯座、5-基座、51-侧壁、6-把套、7-传感器安装座、8-通孔、9-磁性件、10-按键板、11-干簧管、12-弹性件。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

如图1-5，本实施例提供了一种基于力传感器的移动平台操纵装置包括基座5，基座5一侧壁51的两端对称设置两个操纵手柄，分别为左手操纵手柄和右手操纵手柄，每个所述操纵手柄包括外部套设有外管2的把芯3和套设于外管2外部的把套6，传感器1设置于把芯3中间的第一凹槽内，且传感器1的一端与外管2的内侧通过螺钉相连接，与传感器1的一端相对的另一端与传感器安装座7通过螺钉相连接，且传感器安装座7设置于所述第一凹槽内并与所述把芯3通过螺钉相连接，把套6与外管2之间内嵌有开关控制结构，用于控制移动平台行走部分电源的开闭。

其中，每个所述操纵手柄还包括把芯座4，把芯座4的两端分别与把芯3和侧壁51相连接，且把芯3与把芯座4的连接方向垂直于基座5与把芯座4的连接方向，把芯3为圆柱体结构，外管2与把套6的横截面均为圆形，且把套6为橡胶把套，并与外管过渡配合，与外管2连在一起动作，当握住把套6推拉时，力量可完全作用于外管2。

上述结构中，所述外管2与所述把芯3间是有间隙的(此间隙可通过在传感器1与传感器安装座7间增加调整垫以调整)，且外管2与把芯3通过所述传感器安装座7与所述传感器1形成一个局部结构，而把芯3相对固定时，当有外力推拉外管4，会引起外管4的微小位移，即把芯3与外管4的间隙变化，由于传感器1为拉压力传感器，因此传感器1受力后，其S型的结构体产生上下两端面相对的会发生极微小变形，这个变形量引起其自身的电阻应变片电桥臂电阻的变化，从而输出变化的信号。

开关控制结构包括磁性件9、按键板10、干簧管11、弹性件12，按键板10设置于把套6内，可按动，干簧管11以103等结构胶粘合于外管2开设的第二凹槽内，第二凹槽的底面为弧形，且干簧管11的簧片平面平行于第二凹槽的底面的切线方向。弹性件12的一端与按键板10相连接，另一端与外管2相连接，本实施例中优选弹性件12为弹簧，弹簧一端顶在按键板10内侧的第一盲孔，另一端顶在外管2外圆上的第二盲孔，用于给按键板10提供复位弹出力，磁性件9设置于按键板10内部，且与按键板10内侧的第一盲孔过盈配合，压入到位即可，本实施例中优选磁性件9为磁铁，且磁铁位置应设于干簧管11中间稍偏一点，使干簧管11动作可靠，效果最佳。

本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置的工作原理如下：

1.当操纵装置处于自然，无人员操作状态时：左侧和右侧的拉压传感器输出均为零，并且左侧和右侧的干簧管11也均处于触点断开状态，电路断电，操纵装置不工作。

2.当单手操作操纵手柄时，如右手操作，首先手握住把套6，按压按键板10，触动磁铁，干簧管11接通，通过相关控制电路，接通移动平台行走部分的电源，通过对传感器6的操纵，控制移动平台的移动。

2.1当手握紧操纵手柄，并向前推动把套6时，右侧传感器1会输出一个正向的信号，此时移动平台左右两侧的控制轮以相同转速转动，即移动平台以不同的速度直线前进。

2.2当手握紧操纵手柄，并向后拉动把套6，右侧传感器1会输出一个负向的信号，此时移动平台以不同的速度直线后退。

3.左手单独操作操纵手柄与右手单独操作过程与结果类似。

4.当双手同时操作时，因为此时双手处的干簧管11都处于吸合状态，左右手两个传感器6会发出不同的信号，此时移动平台左右两侧的驱动轮会以不同的速度转动，即移动平台转弯行进。

4.1当双手同时向前推动把套6，左手推力大于右手推力，则移动平台会右转弯前进，左手推力小于右手推力，则移动平台会左转弯前进。转弯半径大小由左右手推力差值控制，当两侧推力大小区别很小时，移动平台近似直线行进。

4.2当双手同时向后拉动把套6，则移动平台会后退，同时右转或左转。

5.当左手向前推动把套6，右手向后拉动把套6，(或左手向后拉动把套6，右手向前推动把套6)，此时移动平台的左侧驱动轮向前转动，右侧驱动轮向后转，(或控制左侧驱动轮向后转动，右侧驱动轮向前转动)，此时移动平台会以极小的半径，绕两驱动轮的轴心中点转动，可以在极狭小的空间内方便的移动调整移动平台。

因此，本发明提供的一种基于双传感器的移动平台操纵装置本发明采用单侧仅一个力传感器的结构，精确的操控电动平台转弯行进，甚至原地变向，操作过程简单、自然；同时结构得到简化，安装、调整更加方便；当无操作时，传感器回零稳定不变，使得被控移动平台初始速度稳定，接近于零。且本发明具有开关控制结构，使系统动作更加安全、可靠，且简化操作过程、使用方便、快捷。可广泛应用于电动移动平台、医用台车、医用移动平台、医用手术机器人、货运送辆、牵引车、物流搬运车等领域。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，与把芯座4相连接的侧壁51的两对称端分别设置至少一通孔8，且通孔8为条形孔，螺钉穿过所述通孔8并通过第一螺母将把芯座4固定于基座5的侧壁51上，且螺钉可根据实际的环境需要在条形孔内横向移动，以调节芯座4与基座5的位置。本实施例中优选在侧壁51的两个对称端各设置两个通孔8，且两个通孔8且在同一水平线上，相应的，在把芯座4上设置与两个通孔8位置相对应的两个螺孔，把芯座4与侧壁51可通过两个螺钉将两个通孔8和螺孔相连接，实现把芯座4与侧壁51的固定，在实际安装过程中，可根据使用环境需要，调整把芯座4与侧壁51的横向连接位置，进而调整操纵手柄与基座5的横向连接位置。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，把芯3与把芯座4螺纹连接，即在把芯3与把芯座4相连接的一端的外部设有螺纹，把芯3旋入把芯座4后，并通过第二螺母将把芯3与把芯座4锁紧。因此，在不改变操作手柄相对于基座的相对横向位置的前提下，可根据实际应用需求，在圆周方向上调节手柄的安装方向，以调节开关控制机构的朝向，使其符合人机工程学，操作舒适。

实施例4

如图1-6，本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置，可用于操作医疗机器人的电动移动平台移动，将基座5与移动平台主体相连接，当医疗机器人手术就位时，因手术室空间布局有限，后侧扶手一般位于角落处，此时，操作者可在扶手偏一边侧，让出扶手正后方的狭小空间，单手操作平台车移动。

例如：

当单手操作操纵手柄时，如左手操作时，首先手握住把套6，按压按键板10，触动磁铁，干簧管11接通，通过相关控制电路，接通移动平台行走部分的电源，通过对传感器6的操纵，控制移动平台的移动。

当手握紧操纵手柄，并向前推动把套6时，右侧传感器1会输出一个正向的信号，此时移动平台左右两侧的控制轮以相同转速转动，即移动平台以不同的速度直线前进。

当手握紧操纵手柄，并向后拉动把套6，右侧传感器1会输出一个一个负向的信号，此时移动平台以不同的速度直线后退。

左手单独操作操纵手柄与右手单独操作过程与结果类似。

因此，本实施例提供的一种医疗机器人由于具有基于力传感器的移动平台操纵装置，采用单侧仅一个力传感器的结构，精确的操控电动平台转弯行进，甚至原地变向，操作过程简单、自然；同时结构得到简化，安装、调整更加方便；当无操作时，传感器回零稳定不变，使得被控移动平台初始速度稳定，接近于零。且本发明具有开关控制结构，使系统动作更加安全、可靠，且简化操作过程、使用方便、快捷。可广泛应用于电动移动平台、医用台车、医用移动平台、医用手术机器人、货运送辆、牵引车、物流搬运车等领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，包括基座，所述基座一侧壁的两端对称设置两个操纵手柄，每个所述操纵手柄包括外部套设有外管的把芯和套设于所述外管外部的把套，且所述外管与所述把芯间设有间隙，传感器设置于所述把芯中间的第一凹槽内，且所述传感器的一端与所述外管的内侧相连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述把芯相连接，所述把套与所述外管之间内嵌有开关控制结构，用于控制移动平台行走部分电源的开闭。

2.根据权利要求1所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述开关控制结构包括按键板和干簧管，所述按键板设置于所述把套内，所述干簧管设置于所述外管开设的第二凹槽内，所述第二凹槽的底面为弧形，且所述干簧管的簧片平面平行于所述第二凹槽的底面的切线方向。

3.根据权利要求2所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述开关控制结构还包括弹性件和磁性件，所述弹性件的一端与所述按键板相连接，另一端与所述外管相连接，所述磁性件设置于所述按键板内部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，每个所述操纵手柄还包括把芯座，所述把芯座的两端分别与所述把芯和所述侧壁相连接，且所述把芯与所述把芯座的连接方向垂直于所述基座与所述把芯座的连接方向。

5.根据权利要求4所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，与所述把芯座相连接的所述侧壁的两对称端分别设置至少一通孔，螺钉穿过所述通孔将所述把芯座固定于所述侧壁。

6.根据权利要求5所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述把芯与所述把芯座螺纹连接，并通过螺母锁紧。

7.根据权利要求1所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述传感器设置于传感器安装座上，且与所述传感器安装座相连接，且所述传感器安装座设置于所述第一凹槽内并与所述把芯相连接。

8.根据权利要求7所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述传感器为拉压双传感器。

9.根据权利要求1所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述传感器的一端与所述外管的内侧螺钉连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述传感器安装座螺钉连接，所述传感器安装座与所述把芯螺钉连接。

10.根据权利要求9所述的基于双传感器的移动平台操纵装置，其特征在于，所述把芯为圆柱体结构，且所述外管与所述把套的横截面均为圆形。