CN110385707B - 一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，涉及一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置，三轴并联机构包括下支撑板、上支撑板和装配在支撑板之间的三组同构传动套件，每组传动套件均包括装配在下支撑板上的立柱、分别水平装配在立柱两侧的直流电机和传动轴套、半圆盘、平行四边形支架、L型调节块、d型连接块、关节零位传感器和钢丝张紧机构；三轴转腕机构包括三个L型支架，三个扁平盘式电机、配重块和陀螺传感器构成；指捏夹由扁平盘式电机、食指压杆托板、拇指压杆和食指压杆构成；通过7个电机的角度解算和运动控制实现对操作人手部空间三维位置、手腕三维旋转姿态和手指开闭共7个自由度的运动识别和力反馈输出，该装置适用于进行力反馈操作。

Description

一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置

技术领域

本发明属于机器人力反馈操作手技术领域，涉及一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置，尤其涉及一种可用于遥控精细操作的人机交互操作装置。

背景技术

力反馈技术用于再现人对环境力觉的感知。力反馈操作装置是一种通过电机运动控制施加在人手一定的反作用力，使操作人员在移动、旋转或抓握过程中能够感受到反作用力，通过应用力反馈设备，可以获得和触摸实际物体时相同的运动感，从而产生更真实的沉浸感。力反馈技术在手术操作控制，康复训练、深海或太空机器人遥控操作、游戏、教育培训等领域具有重要应用价值。

考虑到在不同应用场景中进行力反馈操作时运动范围差异明显，而传统力反馈操作装置本身的工作空间不可改变。通常采用相对运动方法通过设置放缩因子间接实现远程遥控操作，但随着操作过程中操作装置位姿与遥控对象位姿差异增大，用户的操作沉浸感会变差。因此，力反馈操作装置的运动空间可调节，可提升操作人员操作舒适度和沉浸感。现有7自由度力反馈装置普遍存在设备精度要求高，零部件加工复杂，硬件成本高等缺点，力反馈装置成本高，限制其大范围普及。并且现有7自由度力反馈装置中普遍采用钢丝传动方式，存在钢丝装配难，钢丝使用过程中因张力下降后容易出现钢丝松脱的问题。此外，7自由度力反馈控制系统中存在7路电机，系统线路布线困难。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有反馈操作装置工作空间不能改变，导致操作过程中操作装置位姿与遥控对象位姿差异大，用户操作沉浸感差，钢丝装配难，钢丝使用过程易松脱的问题，提供一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置。

为达到上述目的，本发明提供一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置，包括三轴并联机构、三轴转腕机构和指捏夹；

三轴并联机构包括下支撑板、上支撑板和均匀装配在下支撑板和上支撑板之间的三组同构传动套件，每组传动套件均包括装配在下支撑板上的立柱、分别水平装配在立柱两侧的直流电机和传动轴套、半圆盘、平行四边形支架、L型调节块、d型连接块、安装在立柱中部的关节零位传感器和固定安装在半圆盘内的钢丝张紧机构；其中传动轴套固定安装在直流电机上，立柱顶部开设圆孔，半圆盘中心与立柱上方圆孔同轴心，构成转动铰链，安装钢丝的钢丝张紧机构安装在半圆盘上，半圆盘和上支撑板上均固定安装L型调节块，L型调节块上均铰接d型连接块，d型连接块之间铰接平行四边形支架；

三轴转腕机构包括固定在上支撑板中部的第一L型支架，第一L型支架长边中部的外侧和上支撑板之间固定安装第一扁平盘式电机，第一L型支架短边的端部安装有第二扁平盘式电机，第二扁平盘式电机固定在第二L型支架长边中部外侧，第二L型支架短边的端部安装有第三扁平盘式电机，第三扁平盘式电机固定在第三L型支架长边中部外侧，第一L型支架、第二L型支架和第三L型支架长边的端部均固定安装有配重块，第三L型支架长边外侧靠近第三扁平盘式电机处固定安装有陀螺传感器；

指捏夹包括固定在第三L型支架短边端部的第四扁平盘式电机，固定安装在第四扁平盘式电机上的食指压杆托板，食指压杆托板上固定有食指压杆，第三L型支架短边中线上固定有拇指压杆，食指压杆托板上设置有圆弧型开槽，实现夹持过程中食指和拇指之间的完全闭合。

进一步，上支撑板、下支撑板、d型连接块和L型调节块零件中设置多组定位孔，配合不同长度的平行四边形支架，实现操作空间可变，上支撑板和下支撑板上每组定位孔的中心线呈120°圆周均匀分布。

进一步，上支撑板与d型连接块以及下支撑板与立柱装配时，分别选择距离上支撑板中心和下支撑板中心距离相等的定位孔位进行安装。

进一步，半圆盘中心孔两侧和立柱上方圆孔两侧均卡嵌第一法兰型轴承，法兰销钉依次穿过第一法兰型轴承、半圆盘中心孔、第一法兰型轴承、垫圈、第一法兰型轴承、立柱圆孔和第一法兰型轴承后，通过螺母锁紧实现半圆盘的轴向限位。

进一步，立柱中部在中轴线位置设置2个螺纹孔，上孔安装接近传感器，下孔安装机械限位销钉，立柱中部靠近立柱边缘处有2个微动开关，用于电机限位急停，半圆盘侧面中心设有辅助钢丝定位的凹槽。

进一步，钢丝张紧机构为若干均匀设置在半圆盘上的钢丝导向轮，半圆盘靠近立柱一侧加工凸起边缘，可防止钢丝脱开半圆盘，半圆盘靠近边缘处设置有斜口槽，斜口槽穿过长螺钉通过螺母固定，长螺钉在半圆盘运动到极限角度前与立柱上的微动开关接触，触发电机急停操作，半圆盘设置有限位圆弧槽，立柱中轴线上固定有限位杆，当半圆盘旋转时，限位杆在限位圆弧槽内自由运动，直到限位杆到达圆弧槽端点时，半圆盘到达机械极限位置。

进一步，传动轴套径向设置2个细孔，用于穿过钢丝，两根钢丝一端均穿过细套管，细套管通过挤压变形固定在钢丝一端，形成钢丝止动端，两根钢丝分别穿过2个细孔后，分别沿顺时针和逆时针沿相对方向紧密缠绕在传动轴套上，当两根钢丝缠绕并向中心聚拢后，分别与半圆盘的半圆外侧紧密接触，并分别穿过半圆盘靠近直边的两侧细孔，之后绕过半圆盘内的导向轮后，沿相对方向穿过同一个细套管，通过挤压变形使两根钢丝自由端固定连接在一起，钢丝最低处的半圆盘上设置张线轮和张线轮支座，张线轮压紧钢丝，张线轮下方的半圆盘上开设通槽，张线轮支座沿通槽滑动，通过张线轮调节钢丝的张紧程度。

进一步，半圆盘外侧设有盖板，螺栓依次穿过盖板定位孔、挡圈后与半圆盘靠螺纹固定连接，盖板直径略大于半圆盘直径，盖板固定后半圆盘圆周两侧形成凸起边缘，可防止钢丝脱离半圆盘。

进一步，半圆盘直边边缘、L型调节板和d型连接块设置多个定位孔，d型连接块与平行四边形支架的短边形成铰链连接，通过选择不同的定位孔、改变平行四边形支架长边长度，可以调整工作空间。

进一步，第一扁平盘式电机、第二扁平盘式电机、第三扁平盘式电机和第四扁平盘式电机均为伺服控制驱动一体电机，采用总线式实现多个电机连接，该方式可极大减少连线数量和方便布线。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的七自由度力反馈操作装置，在硬件系统主体结构不变的情况下，通过改变安装位置和更换部分简单零件实现操作空间动态配置，可提升操作过程的用户体验和增强沉浸感。通过设置钢丝导向轮、张线轮以及设置挡边、导向槽方式可简化钢丝安装过程并防止钢丝松脱。为了降低装置加工难度和制造成本，本发明公开方案大量采用标准件，标准零件结构简单，加工和装配容易。该装置通过7个电机的角度解算和运动控制实现对操作人手部空间三维位置、手腕三维旋转姿态和手指开闭共7个自由度的运动识别和力反馈输出，该装置广泛适用于各种遥控操作场景，尤其适用于涉及手腕运动、旋转和手指夹取精细操作的场景，比如手术机器人控制等。

2、本发明所公开的七自由度力反馈操作装置，三轴并联机构通过钢丝传动进行连接，三轴转腕机构和指捏夹均采用扁平盘式电机直接驱动方式，通过钢丝绳连接钢丝导向轮、张线轮以及直流电机、扁平盘式电机实现在7个自由度上的力反馈输出，钢丝传动在保证运动顺滑性的同时也保证反馈力的放大输出，可以在7个自由度上分别施加反馈力，操作更加灵活，能够适应各种复杂操作，提高了遥控操作力反馈设备的可靠性和适应性，并且结构紧凑，刚度好，成本低。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明七自由度力反馈操作装置的结构示意图；

图2为本发明七自由度力反馈操作装置中立柱和半圆盘构成子装配体的爆炸示意图；

图3为本发明七自由度力反馈操作装置中半圆盘和传动轴套之间钢丝走线示意图；

图4为本发明七自由度力反馈操作装置中平行四边形支架子装配体的爆炸示意图；

图5为本发明七自由度力反馈操作装置中三轴转腕机构和指捏夹装配体的结构示意图。

附图标记：下支撑板1、上支撑板2、立柱3、直流电机4、传动轴套5、半圆盘6、L型调节块7、d型连接块8、关节零位传感器9、第一L型支架10、第二L型支架11、第三L型支架12、第一扁平盘式电机13、第二扁平盘式电机14、第三扁平盘式电机15、第四扁平盘式电机16、食指压杆托板17、拇指压杆18、食指压杆19、配重块20、法兰销钉21、第一法兰型轴承22、垫圈23、接近传感器24、机械限位销钉25、微动开关26、钢丝导向轮27、长螺钉28、钢丝29、细套管30、张线轮31、盖板32、平行四边形短边33、平行四边形长边34、第二法兰型轴承35、定位销36、弹簧37、第三法兰型轴承38、定位轴套39。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1～5所示的一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置，包括三轴并联机构、三轴转腕机构和指捏夹；

三轴并联机构包括下支撑板1、上支撑板2和均匀装配在下支撑板1和上支撑板2之间的三组同构传动套件，每组传动套件均包括装配在下支撑板1上的立柱3、分别水平装配在立柱3两侧的直流电机4和传动轴套5、半圆盘6、平行四边形支架、L型调节块7、d型连接块8、安装在立柱3中部的关节零位传感器9和固定安装在半圆盘6上的钢丝张紧机构；其中传动轴套5固定安装在直流电机4上，立柱3顶部开设圆孔，半圆盘6中心与立柱3上方圆孔同轴心，构成转动铰链，安装钢丝29的钢丝张紧机构安装在半圆盘6上，半圆盘6和上支撑板2上均固定安装L型调节块7，L型调节块7上均铰接d型连接块8，d型连接块8之间铰接平行四边形支架；

其中上支撑板2、下支撑板1、d型连接块8和L型调节块7零件中设置多组定位孔，配合不同长度的平行四边形支架，实现操作空间可变，上支撑板2和下支撑板1上每组定位孔的中心线呈120°圆周均匀分布。上支撑板2与d型连接块8以及下支撑板1与立柱3装配时，分别选择距离上支撑板2中心和下支撑板1中心距离相等的定位孔位进行安装。

半圆盘6中心孔两侧和立柱3上方圆孔两侧均卡嵌第一法兰型轴承，法兰销钉21依次穿过第一法兰型轴承22、半圆盘6中心孔、第一法兰型轴承22、垫圈23、第一法兰型轴承22、立柱3圆孔和第一法兰型轴承后，通过螺母锁紧实现半圆盘6的轴向限位。立柱3中部在中轴线位置设置2个螺纹孔，上孔安装接近传感器24，下孔安装机械限位销钉25，立柱3中部靠近立柱3边缘处有2个微动开关26，用于电机限位急停，半圆盘6侧面中心设有辅助钢丝29定位的凹槽。钢丝张紧机构为若干均匀设置在半圆盘6上的钢丝导向轮27，半圆盘6靠近立柱3一侧加工凸起边缘，可防止钢丝29脱开半圆盘6，半圆盘6设有圆弧槽用于半圆盘6运行机械限位。半圆盘6对称轴线上设置定位孔，配合接近传感器24确定半圆盘6运动的参考0角度。半圆盘6内部设置多组钢丝导向轮27。半圆盘6靠近边缘处设置有斜口槽，斜口槽穿过长螺钉28通过螺母固定，长螺钉28在半圆盘6运动到极限角度前与立柱3上的微动开关26接触，触发电机急停操作，半圆盘6设置有限位圆弧槽，立柱3中轴线上固定有限位杆，当半圆盘6旋转时，限位杆在限位圆弧槽内自由运动，直到限位杆到达圆弧槽端点时，半圆盘6到达机械零位。

立柱3下方固定有直流电机4，直流电机4输出轴套接传动轴套5，传动轴套5通过顶丝与直流电机4输出轴固定。传动轴套5径向设置2个细孔，用于穿过钢丝29，两根钢丝29一端均穿过细套管30，细套管30通过挤压变形固定在钢丝29一端，形成钢丝29止动端，两根钢丝29分别穿过2个细孔后，分别沿顺时针和逆时针沿相对方向紧密缠绕在传动轴套5上，当两根钢丝29缠绕并向中心聚拢后，分别与半圆盘6的半圆外侧紧密接触，并分别穿过半圆盘6靠近直边的两侧细孔，之后绕过半圆盘6内的导向轮后，沿相对方向穿过同一个细套管30，通过挤压变形使两根钢丝29自由端固定连接在一起，钢丝29最低处的半圆盘6上设置张线轮31和张线轮31支座，张线轮31向下压紧钢丝29，张线轮31下方的半圆盘6上开设通槽，张线轮31支座沿通槽滑动，通过张线轮31调节钢丝29的张紧程度。张线轮31滑动到合适位置后通过螺栓固定。

半圆盘6外侧设有盖板32，螺栓依次穿过盖板32定位孔、挡圈后与半圆盘6靠螺纹固定连接，盖板32直径略大于半圆盘6直径，盖板32固定后半圆盘6圆周两侧形成凸起边缘，可防止钢丝29脱离半圆盘6。半圆盘6直边边缘、L型调节板和d型连接块8设置多个定位孔，d型连接块8与平行四边形支架的短边形成铰链连接，通过选择不同的定位孔、改变平行四边形支架长边长度，可以调整工作空间。

平行四边形支架部分，平行四边形短边33为圆柱，圆柱两端铣出平面，并设置螺纹孔。平行四边形长边34为铝条两端加工通孔。平行四边形支架4个铰链处连接方式为：长边铝条通孔两侧嵌入第二法兰型轴承35，定位销36穿过依次穿过弹簧37、第二法兰型轴承35，通过螺纹固定在短边圆柱两端，定位销36尾部端面压紧弹簧37，通过弹簧37保证铝条可靠贴紧短边圆柱两端平面定位精准，弹簧37只接触轴承内圈保证运动平行四边形运动摩擦小。平行四边形支架的短边与d型四边形支撑块通过铰链连接。d型连接块8一端设有通孔，通孔两侧嵌套第三法兰型轴承38。d型连接块8通过第三法兰型轴承38精密套接与平行四边形支架的圆柱边，形成转动铰链。两侧轴承法兰端套接定位轴套39，定位轴套39通过顶丝于平行四边形支架的圆柱边固定，通过定位轴套39实现d型连接块8在平行四边形支架圆柱边上的轴向定位。

L型调节板的两边分别通过螺栓与半圆盘6直边和d型连接块8固定，半圆盘6直边边缘、L型调节板和d型连接块8设置多个定位孔。d型连接块8的另一端与平行四边形的短边形成铰链连接。平时四边形支架的另一短边与d型连接块8形成铰链连接后，通过d型连接块8的直边与上支撑板2固定。通过选择不同的定位孔、改变平四边型长边长度，可以调整工作空间。选择孔位和改变平行四边形长度时，要求三组传动组件按相同配置进行设置。

三轴转腕机构包括固定在上支撑板2中部的第一L型支架10，第一L型支架10长边中部的外侧和上支撑板2之间固定安装第一扁平盘式电机13，第一L型支架短边的端部安装有第二扁平盘式电机14，第二扁平盘式电机14固定在第二L型支架11长边中部外侧，第二L型支架短边的端部安装有第三扁平盘式电机15，第三扁平盘式电机15固定在第三L型支架12长边中部外侧，第一L型支架、第二L型支架和第三L型支架长边的端部均固定安装有配重块20，第三L型支架13短边的端部上侧设置有第四扁平盘式电机16，第三L型支架13长边外侧靠近第三扁平盘式电机处固定安装有陀螺传感器。陀螺传感器用于估计三轴转腕机构的三轴角度的初始值；第一扁平盘式电机13、第二扁平盘式电机14、第三扁平盘式电机15和第四扁平盘式电机16均为伺服控制驱动一体电机，采用总线式实现多个电机连接，该方式可极大减少连线数量和方便布线。

指捏夹包括固定在第三L型支架13短边端部的第四扁平盘式电机16，固定安装在第四扁平盘式电机16上的食指压杆托板17，食指压杆托板17上固定有食指压杆19，第三L型支架短边中线上固定有拇指压杆18，食指压杆托板17上设置有圆弧型开槽，实现夹持过程中食指和拇指之间的完全闭合。

该七自由度力反馈操作装置，在硬件系统主体结构不变的情况下，通过改变安装位置和更换部分简单零件实现操作空间动态配置，可提升操作过程的用户体验和增强沉浸感。为了降低装置加工难度和制造成本，本发明公开方案大量采用标准件，标准零件结构简单，加工和装配容易。该装置通过7个电机的角度解算和运动控制实现对操作人手部空间三维位置、手腕三维旋转姿态和手指开闭共7个自由度的运动识别和力反馈输出，该装置广泛适用于各种遥控操作场景，尤其适用于涉及手腕运动、旋转和手指夹取精细操作的场景，比如手术机器人控制等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种工作空间可变的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，包括三轴并联机构、三轴转腕机构和指捏夹；

三轴并联机构包括下支撑板、上支撑板和均匀装配在下支撑板和上支撑板之间的三组同构传动套件，每组传动套件均包括装配在下支撑板上的立柱、分别水平装配在立柱两侧的直流电机和传动轴套、半圆盘、平行四边形支架、L型调节块、d型连接块、安装在立柱中部的关节零位传感器和固定安装在半圆盘内的钢丝张紧机构；其中传动轴套固定安装在直流电机上，立柱顶部开设圆孔，半圆盘中心与立柱上方圆孔同轴心，构成转动铰链，安装钢丝的钢丝张紧机构安装在半圆盘上，半圆盘和上支撑板上均固定安装L型调节块，L型调节块上均铰接d型连接块，d型连接块之间铰接平行四边形支架；

三轴转腕机构包括固定在上支撑板中部的第一L型支架，第一L型支架长边中部的外侧和上支撑板之间固定安装第一扁平盘式电机，第一L型支架短边的端部安装有第二扁平盘式电机，第二扁平盘式电机固定在第二L型支架长边中部外侧，第二L型支架短边的端部安装有第三扁平盘式电机，第三扁平盘式电机固定在第三L型支架长边中部外侧，第一L型支架、第二L型支架和第三L型支架长边的端部均固定安装有配重块，第三L型支架长边外侧靠近第三扁平盘式电机处固定安装有陀螺传感器；

指捏夹包括固定在第三L型支架短边端部的第四扁平盘式电机，固定安装在第四扁平盘式电机上的食指压杆托板，食指压杆托板上固定有食指压杆，第三L型支架短边中线上固定有拇指压杆，食指压杆托板上设置有圆弧型开槽，实现夹持过程中食指和拇指之间的完全闭合；传动轴套径向设置2个细孔，用于穿过钢丝，两根钢丝一端均穿过细套管，细套管通过挤压变形固定在钢丝一端，形成钢丝止动端，两根钢丝分别穿过2个细孔后，分别沿顺时针和逆时针沿相对方向紧密缠绕在传动轴套上，当两根钢丝缠绕并向中心聚拢后，分别与半圆盘的半圆外侧紧密接触，并分别穿过半圆盘靠近直边的两侧细孔，之后绕过半圆盘内的导向轮后，沿相对方向穿过同一个细套管，通过挤压变形使两根钢丝自由端固定连接在一起，钢丝最低处的半圆盘上设置张线轮和张线轮支座，张线轮压紧钢丝，张线轮下方的半圆盘上开设通槽，张线轮支座沿通槽滑动，通过张线轮调节钢丝的张紧程度。

2.如权利要求1所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，所述上支撑板、下支撑板、d型连接块和L型调节块零件中设置多组定位孔，配合不同长度的平行四边形支架，实现操作空间可变，上支撑板和下支撑板上每组定位孔的中心线呈120°圆周均匀分布。

3.如权利要求2所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，所述上支撑板与d型连接块以及下支撑板与立柱装配时，分别选择距离上支撑板中心和下支撑板中心距离相等的定位孔位进行安装。

4.如权利要求3所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，半圆盘中心孔两侧和立柱上方圆孔两侧均卡嵌第一法兰型轴承，法兰销钉依次穿过第一个第一法兰型轴承、半圆盘中心孔、第二个第一法兰型轴承、垫圈、第三个第一法兰型轴承、立柱圆孔和第四个第一法兰型轴承后，通过螺母锁紧实现半圆盘的轴向限位。

5.如权利要求4所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，立柱中部在中轴线位置设置2个螺纹孔，上孔安装接近传感器，下孔安装机械限位销钉，立柱中部靠近立柱边缘处有2个微动开关，用于电机限位急停，半圆盘侧面中心设有辅助钢丝定位的凹槽。

6.如权利要求5所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，钢丝张紧机构为若干均匀设置在半圆盘上的钢丝导向轮，半圆盘靠近立柱一侧加工凸起边缘，可防止钢丝脱开半圆盘，半圆盘靠近边缘处设置有斜口槽，斜口槽穿过长螺钉通过螺母固定，长螺钉在半圆盘运动到极限角度前与立柱上的微动开关接触，触发电机急停操作，半圆盘设置有限位圆弧槽，立柱中轴线上固定有限位杆，当半圆盘旋转时，限位杆在限位圆弧槽内自由运动，直到限位杆到达圆弧槽端点时，半圆盘到达机械极限位置。

7.如权利要求6所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，半圆盘外侧设有盖板，螺栓依次穿过盖板定位孔、挡圈后与半圆盘靠螺纹固定连接，盖板直径略大于半圆盘直径，盖板固定后半圆盘圆周两侧形成凸起边缘，可防止钢丝脱离半圆盘。

8.如权利要求7所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，半圆盘直边边缘、L型调节板和d型连接块设置多个定位孔，d型连接块与平行四边形支架的短边形成铰链连接，通过选择不同的定位孔、改变平行四边形支架长边长度，可以调整工作空间。

9.如权利要求8所述的七自由度力反馈操作装置，其特征在于，第一扁平盘式电机、第二扁平盘式电机、第三扁平盘式电机和第四扁平盘式电机均为伺服控制驱动一体电机，采用总线式实现多个电机连接，该方式可极大减少连线数量和方便布线。

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