CN110811940B - 一种智能假肢装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能假肢装置及控制方法，所述智能假肢装置包括主端和从端，所述主端用于与操作者的健全肢体连接，根据操作者健全肢体运动的力触觉信息和位置信息，生成假肢主端操作指令；所述从端安装在操作者残缺肢体上，采用欠驱动方式设计，所述从端接收所述操作指令后完成对物品的操作，生成力触觉信息和位置信息；所述从端将所述力触觉信息和位置信息反馈给主端，操作者健全肢体可感受到操作过程中的力触觉信息和位置信息，同时主端可综合所有力触觉信息和位置信息实现对从端带有力触觉反馈的操作控制。操作者可通过力触觉信息更透明的感知操作的对象，由此提高假肢的操控特性，便于日常使用。

Description

一种智能假肢装置及控制方法
技术领域
本发明涉及康复医疗器械领域，尤其涉及一种智能假肢装置及控制方法。
背景技术
手是人类肢体中最为灵活、用途最大也最为复杂的部分。我国肢体残疾人数量巨大，失去部分或全部肢体会导致患者工作和生活能力严重下降，这已经成为严重的社会问题。可以替代断肢功能的假肢可以实现人体功能的替代、辅助与恢复，是医疗康复器械的重要组成部分，手功能替代长期以来是国内外医疗康复的重要课题。
目前市场上很多患者使用的美容假肢不具备操作功能，无法帮助肢体残疾患者在生活和工作中进行操作。
肌电假手或肌电义肢利用人体肌肉收缩产生的肌电信号控制机械手运动代替人手断肢的功能。传统肌电假手通过肌肉运动的生物信号等控制假肢操作，假肢控制不自然，并且无法使操作者感觉到机械手进行操作时与外界环境物体之间的作用力，在进行精细操作或对易碎物品进行握持时很容易造成物体的损坏(专利201810220841.1《一种用于假肢手控制与感知的双向残肢接口系统》)。基于神经连接的仿生手可以实现完全模拟人手的动作并提供感觉反馈，但此类系统结构复杂，不仅需要通过外科手术进行安装佩戴，其参数调试、后期维护以及预防预埋电极的感染隐患等问题严重影响此类技术大规模推广。
专利201410039964.7《实用有感觉的假手》通过为假手指根部关键增加缓冲柔性关节，用传感器监测关节受力变化，在通过人工感觉刺激器产生信号产生振动或电刺激信号输入人体。专利201610150621.7《基于阻抗控制的康复机器人》公开了一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法，该专利基于力反馈设备实现了仿真实验中的触感再现。但该专利中力反馈基于力传感器实现，力传感器存在带宽低、成本高等缺点，很难让使用者实时、高透明度的感受环境中的力触觉信息。并且，该专利仅涉及相关控制方法，并没有将其应用在假肢控制中。
目前假肢相关专利多不具备便携的力触觉反馈模块，只能完成简单的操作，无法满足有力触觉反馈需求的使用者在日常生活中使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供了一种智能假肢装置及控制方法，目的是使残疾患者日常生活中不受地点限制，方便地用健全肢体控制具有力触觉反馈的智能假肢，为使用者提供假肢接触环境的力触觉信息，提高假肢装置的真实度和假肢操作的透明度。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能假肢装置，包括主端和从端，所述主端用于与操作者的健全肢体连接，根据操作者健全肢体运动的力触觉信息和位置信息，生成假肢主端操作指令；
所述从端用于安装在操作者残缺肢体上，采用欠驱动方式设计，所述从端接收所述操作指令后完成对物品的操作，生成力触觉信息和位置信息；所述从端将所述力触觉信息和位置信息反馈给主端，操作者健全肢体可感受到操作过程中的力触觉信息和位置信息，同时主端可综合所有力触觉信息和位置信息实现对从端带有力触觉反馈的操作控制；
所述主端和从端之间的信息传输方式为无线信息传输。
优选地，所述力触觉信息包括运动的力、力矩信息和加速度信息中的一种或几种。
优选地，所述无线信息传输通过蓝牙、Wi-Fi、5G中的一种或多种进行传输。
优选地，所述主端包括依次连接的主端执行机构、主端传动机构和主端控制单元；所述主端传动机构用于与操作者的健全肢体连接；
所述述从端包括依次连接的从端执行机构、从端传动机构和从端控制单元；
所述主端控制单元与从端控制单元之间由无线信息传输的方式传输信息；
使用时操作者的健全肢体作用在主端传动机构上，带动主端执行机构运动；
所述主端控制单元根据操作者的健全肢体作用在所述主端传动机构时产生的力触觉信息和位置信息生成操作指令；
主端控制单元将操作指令传输给从端控制单元；
从端控制单元根据所述操作指令控制从端执行机构带动从端传动机构完成对物品的操作，从端控制单元获取从端运动过程中的力触觉信息和位置信息；
从端控制单元将从端运动过程中的力触觉信息和位置信息传输给主端控制单元；
主端控制单元根据主端运动的力触觉信息和位置信息，以及从端运动的力触觉信息和位置信息生成控制指令，实现主端对从端端带有力触觉反馈的操作控制；
从端控制单元结合从端的力触觉信息和位置信息和主端的力触觉信息和位置信息进行闭环控制，使从端与主端实现位置的同步运动以及合力为零。
优选地，所述从端执行机构、从端传动机构和从端控制单元被智能手皮包裹。
优选地，所述从端执行机构控制智能手皮的食指、中指、无名指、小指四指联动。
优选地，所述主端控制单元是一个处理模块，或者是由以下多个子处理单元组成：主端传感器、主端驱动器、主端控制器和主端通信器。
优选地，所述从端控制单元是一个处理模块，或者是由以下多个子处理单元组成：从端传感器、从端驱动器、从端控制器和从端通信器。
优选地，所述健全肢体为健全的脚部或健全的手部。
本发明还提供了一种智能假肢的控制方法，包括如下步骤：
S1.根据操作者健全肢体控制主端传动机构的运动，主端控制单元计算主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息后生成操作指令，然后将操作指令传输给从端控制单元；
S2.从端控制单元根据所述操作指令控制从端传动机构完成假肢操作，然后将从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息反馈给主端控制单元；
S3.主端控制单元根据主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息和从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息控制主端执行机构，使肢体残疾患者健全肢体真实地感受到从端操作；
S4.从端控制单元结合从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息和主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息进行闭环控制，使从端传动机构能够与主端传动机构实现两者之间位置的同步运动以及合力为零，实现主端对从端带有力触觉反馈的操作控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的智能假肢装置的从端采用欠驱动方式进行设计，仅通过一个驱动机构可以实现假肢装置的操作控制，同时智能假肢装置由肢体残疾患者的健全肢体控制，假肢装置结构紧凑简单，并具有力触觉反馈功能，可以为肢体残疾患者提供假肢接触环境的力触觉信息，可以增强假肢操作的透明度和沉浸感，便于肢体残疾患者日常使用。
本发明提供的智能假肢装置中从端和主端采用蓝牙、Wi-Fi、5G中的一种或几种无线传输方式进行信息传输，使智能假肢的结构更为简单，方便肢体残疾患者日常生活使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的智能假肢装置的结构框图；
图2为本发明的智能假肢装置的从端结构示意图；
图3为本发明的智能假肢装置的主端结构示意图；
图4为本发明的智能假肢的控制方法的信息处理流程图；
图5为本发明的智能假肢的控制方法的人机互动示意图。
附图标记：1-从端，2-主端，11-从端执行机构，12-从端控制单元，13-从端传动机构，121-从端传感器，122-从端驱动器，123-从端控制器，124-从端通信器，21-主端执行机构，22-主端控制单元，23-主端传动机构，221-主端传感器，222-主端驱动器，223-主端控制器，224-主端通信器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明说明书及权利要求书中“包含”和“具有”等术语以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排除他的包含。例如，包含了一二系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
实施例1
本实施例提供一种基于健全肢体控制、具有力触觉反馈功能的智能假肢，从结构上，所述智能假肢包括从端1和主端2两个部分。
从端1包括从端执行机构11、从端控制单元12、从端传动机构13。所述从端执行机构11、从端控制单元12、从端传动机构13外包裹智能手皮，形成仿人的智能假肢手从端1。所述的从端控制单元12包含从端传感器121、从端驱动器122、从端控制器123、从端通信器124，可以实现对智能假肢手具有力触觉反馈的操作控制。所述从端1是肢体残疾患者上肢肢体残缺部分的功能替代，可以根据不同残疾患者上肢残疾情况进行适配.肢体残疾患者的上肢肢体可以通过智能假肢装置完成相应操作，所述智能假肢装置可以作为肢体残疾患者上肢部分功能的代偿。所述从端执行机构11根据从端控制器123生成的运动指令驱动从端传动机构13运动，完成智能假肢装置的相应操作。
主端2包括主端执行机构21、主端控制单元22、主端传动机构23。肢体残疾患者健全肢体(包括健全手部或脚部)与主端2进行接触，根据健全脚部的脚趾或健全手部的手指对主端传动机构23的拉伸、按压等不同的操作，生成对假肢操作的不同控制指令。所述的主端控制单元22包含主端传感器221、主端驱动器222、主端控制器223、主端通信器224。主端传感器221实时检测主端传动机构23的运动信息(包括力触觉信息和位置信息)，并将这些信息发送给主端控制单元22；主端控制单元22根据主端传动机构23不同的运动信息生成不同的操作指令，经过主端通信器224发送给从端通信器124，由此将主端操作指令发送给从端1，从端1根据操作指令进行智能假肢操作控制。同时主端通信器224实时接收从端通信器124发送的从端运动信息，并向肢体残疾患者与主端2接触的部分反馈。所述的从端传感器121实时检测从端传动机构13的运动信息(包括力触觉信息和位置信息)，并将信息发送给从端控制器123进行信号处理；同时，从端控制器123通过从端通信器124与主端2进行信息的传输。所述从端控制器123根据主端通信器224发送的的主端传动机构23运动信息、主端控制单元22获得的从端传动机构13运动信息生成从端操作指令，控制从端1完成相应操作。
所述的主端通信器224和从端通信器124采用蓝牙、Wi-Fi、5G中的一种或几种无线传输方式进行信息传输，使智能假肢的结构更为简单。
可选的，所述的主端控制单元22、从端控制单元12可以是一个处理模块，也可是由传感器、驱动器、控制器、通信器构成的多个子处理单元，所述子处理单元之间可以通过总线方式进行连接；
所述的从端1和主端2的信息反馈基于无力传感器的控制策略，通过对从端1和主端2位置、速度等多维信息进行检测，并在控制单元中通过控制算法，进行力触觉信息的估计与双向控制。该双向控制律的频域表达可以表示为：
Figure BDA0002255636390000071
其中，Cp(s)是位置控制器，Cf(s)是力控制器。Xm，Xs分别是主端2和从端1的位置响应，Fh是主端2对肢体残疾患者健全肢体的作用力，Fe是从端1对环境物体施加的作用力。s是拉普拉斯算子，
Figure BDA0002255636390000072
和
Figure BDA0002255636390000073
分别是主端2和从端1位置参考值。
所述智能假肢装置的从端1可以根据肢体残疾患者肢体残缺情况进行针对性的改造，替代肢体残疾患者的残缺肢体，安装在肢体残疾患者身体上。同时在主端2的控制下，所述智能假肢装置可以为肢体残疾患者提供带有力触觉反馈的假肢操作。
所述的从端1采用欠驱动设计方式，通过智能假肢装置内部的从端执行机构11控制假肢手食指、中指、无名指、小指四指联动，完成假肢手的操作。
所述从端控制器123将从端控制器123计算的及从端传感器121反馈的力触觉信息和位置信息等从端传动机构13对环境操作的运动信息经过从端通信器124传递给主端通信器224；
所述力触觉信息包括运动的力/力矩信息、加速度信息等可以表示运动力触觉的信息。基于这些信息，主端2可以在控制从端1时实现带有力触觉反馈的假肢控制。
肢体残疾患者健全肢体根据对主端传动机构23的操作控制主端2运动。同时，主端控制器223根据主端控制器223计算的及主端传感器221反馈的主端力触觉信息、位置等信息，以及从端通信器124传递的从端力触觉信息、位置信息控制主端执行机构21，使肢体残疾患者健全肢体真实地感受到从端操作。
同时，主端传动机构23的力触觉信息和位置信息经过主端通信器224传递给从端通信器124，从端控制器123结合从端控制器123计算及从端传感器121反馈的从端力触觉信息和位置信息以及主端力触觉和位置等信息进行闭环控制，使从端1能够与主端2实现两者之间位置的同步运动以及合力为零，实现主端2对从端1带有力触觉反馈的操作控制。
基于以上主端2和从端1控制，最终能够实现主端2和从端执行机构11的同步运动，同时使主端2能够实时感受从端执行机构11操作过程的力触觉信息和位置变化，同时主端2可以更好地控制从端1对环境中的物体进行操作时。
主端2可以根据从端1操作过程中的加速度/力信息，感受到从端1操作过程的力触觉信息，进而实现带有力触觉信息反馈的假肢控制。上述力触觉反馈可以让操作者在通过主端2对从端1进行控制的时候，通过力触觉信息更透明的感知操作的对象，由此提高假肢的操控特性。
实施例2
如图1、图2，图3、图5所示，本发明所述智能假肢的从端控制单元12可以实时获得肢体残疾患者使用从端1时假肢操作的力触觉信息以及位置信息。同时，从端通信器124通过蓝牙、Wi-Fi、5G等无线通信方式可以实时获取主端2力触觉信息和位置信息，并将其传给从端控制器123。根据以上信息，从端控制器123对从端1进行闭环控制。同时，主端控制单元22实时获得肢体残疾患者在操作主端传动机构23时的力触觉信息以及位置信息，主端通信器224通过蓝牙、Wi-Fi、5G等无线通信方式实时获取从端1的力触觉信息和位置信息，并将其传给主端控制器223。根据以上信息，主端控制器223对主端2进行闭环控制。在主端控制器223和从端控制器123的作用下可以实现从端1和主端2的同步运动，并且保证从端1和主端2对操作力触觉信息和位置信息的交互，进而实现基于无线传输的带有力触觉反馈智能假肢手。
如图2所示，智能假肢的从端1直接安装在肢体残疾患者残缺肢体上，可以直接与环境接触。如图3所示，主端2与肢体残疾患者健全的脚部脚趾接触，通过脚趾对主端传动机构23进行操作，生成主端2的操作指令，操作指令经过主端2和从端1间的无线通信器进行通信，从而控制从端1对外界环境实施抓取、挤压等操作。
如图2所示，本发明所述的智能假肢的从端1采用欠驱动结构方式，由从端执行机构11控制四个手指结构同步运动。在完成对外界环境实施抓取、挤压等操作时，仅需要控制从端执行机构11，就能够实现从端1对绝大多数物体的抓握。而本发明所述的欠驱动结构方式还可以使四个手指自动适应物体的形状，具备很好的形状自适应性，并使手指之间具有一定程度自由运动的柔性。本发明所述从端1具有结构简单、成本低、集成度高、重量较轻、系统灵活等优点，使肢体残疾患者更容易进行操作。
如图3所示，本发明所述的智能假肢装置的主端传动机构23与肢体残疾患者健全脚部脚趾接触，肢体残疾患者可以通过脚趾带动主端传动机构23运动，进而控制从端1。同时，从端传动机构13还可以向脚趾反馈从端1的力触觉信息，进而实现带有力触觉反馈的高透明假肢手操作。
实施例3
本发明提供的基于健全肢体控制的智能假肢装置的控制方法，包括如下步骤：
S1.根据操作者健全肢体控制主端传动机构23的运动，主端控制单元22计算主端传动机构23运动的力触觉信息和位置信息后生成操作指令，然后将操作指令传输给从端控制单元12；
S2.从端控制单元12根据所述操作指令控制从端传动机构13完成假肢操作，然后将从端传动机构13运动的力触觉信息和位置信息反馈给主端控制单元22；
S3.主端控制单元22根据主端传动机构23运动的力触觉信息和位置信息和从端传动机构13运动的力触觉信息和位置信息控制主端执行机构21，使肢体残疾患者健全肢体真实地感受到从端操作；
S4.从端控制单元12结合从端传动机构13运动的力触觉信息和位置信息和主端传动机构23运动的力触觉信息和位置信息进行闭环控制，使从端传动机构13能够与主端传动机构23实现两者之间位置的同步运动以及合力为零，实现主端对从端带有力触觉反馈的操作控制。
举例来说，为了使从端对一个石头块进行夹持，使用者健全肢体通过主端传动机构23进行操作控制，健全肢体的按压实现了从端传动机构13对石头块的夹持，当从端传动机构13碰触到石头块后，从端传动机构13无法进一步捏合(位置不变)，其与石头碰触的力触觉信息传递给主端传动机构23，主端传动机构23也不再发生位移变化，其还会产生与从端1接触石头块相同的力触觉信息，让操作者的健全肢体感受到从端1接触石头块时的力触觉信息(此时对人脚而言可能是一种)，使其能够更好的操作。如果石头块换成一颗草莓，那么对应的力触觉信息就会有变化(捏起来更软)。本专利所述的假肢装置可以感受到力触觉信息，和传统的假肢相比使用者的操控感会更好。
实施例4
本实施例是一种基于健全手部控制的具有力触觉反馈功能的智能假肢手，所述的智能假肢手包括从端1、主端2两个部分。所述主端2用于与操作者的健全手部连接，根据操作者健全手部的运动，生成操作指令；所述从端1用于安装在操作者残缺肢体上，其他结构与操作方法与实施例1～3相同。
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，可以理解到，所阐述的壮实和方法可以通过其他的方法实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是实意性的。例如，所述的控制单元的划分，仅仅为一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者集成到另一个系统，或一些特征可以忽略或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元件的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序生成指令在相关硬件上完成的。改程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存取存储器、硬盘等。
以上对本发明所述的基于健全肢体控制的具有力触觉反馈的智能假肢装置及方法进行了详细介绍。对于本领域的一般技术人员，根据本发明实施例的思想，再具体实施方法及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种智能假肢装置，包括主端和从端，其特征在于：
所述主端用于与操作者的健全肢体连接，根据操作者健全肢体运动的力触觉信息和位置信息，生成假肢主端操作指令；
所述从端用于安装在操作者残缺肢体上，采用欠驱动方式设计，所述从端接收所述操作指令后完成对物品的操作，生成力触觉信息和位置信息；所述从端将所述力触觉信息和位置信息反馈给主端，操作者健全肢体可感受到操作过程中的力触觉信息和位置信息，同时主端可综合所有力触觉信息和位置信息实现对从端带有力触觉反馈的操作控制；
所述主端和从端之间的信息传输方式为无线信息传输；
所述主端包括依次连接的主端执行机构、主端传动机构和主端控制单元；所述主端传动机构用于与操作者的健全肢体连接；
所述从端包括依次连接的从端执行机构、从端传动机构和从端控制单元；
所述主端控制单元与从端控制单元之间由无线信息传输的方式传输信息；
使用时操作者的健全肢体作用在主端传动机构上，带动主端执行机构运动；
所述主端控制单元根据操作者的健全肢体作用在所述主端传动机构时产生的力触觉信息和位置信息生成操作指令；
主端控制单元将操作指令传输给从端控制单元；
从端控制单元根据所述操作指令控制从端执行机构带动从端传动机构完成对物品的操作，从端控制单元获取从端运动过程中的力触觉信息和位置信息；
从端控制单元将从端运动过程中的力触觉信息和位置信息传输给主端控制单元；
主端控制单元根据主端运动的力触觉信息和位置信息，以及从端运动的力触觉信息和位置信息生成控制指令，实现主端对从端带有力触觉反馈的操作控制；
从端控制单元结合从端的力触觉信息和位置信息和主端的力触觉信息和位置信息进行闭环控制，使从端与主端实现位置的同步运动以及合力为零。
2.根据权利要求1所述智能假肢装置，其特征在于：所述力触觉信息包括运动的力、力矩信息和加速度信息中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述智能假肢装置，其特征在于：所述无线信息传输通过蓝牙、Wi-Fi、5G中的一种或多种进行传输。
4.根据权利要求1所述智能假肢装置，其特征在于：所述从端执行机构、从端传动机构和从端控制单元被智能手皮包裹。
5.根据权利要求4所述智能假肢装置，其特征在于：所述从端执行机构控制智能手皮的食指、中指、无名指、小指四指联动。
6.根据权利要求1所述智能假肢装置，其特征在于：所述主端控制单元是一个处理模块，或者是由以下多个子处理单元组成：主端传感器、主端驱动器、主端控制器和主端通信器。
7.根据权利要求1所述智能假肢装置，其特征在于：所述从端控制单元是一个处理模块，或者是由以下多个子处理单元组成：从端传感器、从端驱动器、从端控制器和从端通信器。
8.根据权利要求1～7任一项所述智能假肢装置，其特征在于：所述健全肢体为健全的脚部或健全的手部。
9.一种智能假肢的控制方法，其特征在于，所述智能假肢包括主端和从端，所述主端和所述从端之间通过无线信息传输方式进行信息传输，所述主端包括依次连接的主端执行机构、主端传动机构和主端控制单元；所述主端传动机构用于与操作者的健全肢体连接；所述从端包括依次连接的从端执行机构、从端传动机构和从端控制单元；包括如下步骤：
S1.根据操作者健全肢体控制主端传动机构的运动，主端控制单元计算主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息后生成操作指令，然后将操作指令传输给从端控制单元；
S2.从端控制单元根据所述操作指令控制从端传动机构完成假肢操作，然后将从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息反馈给主端控制单元；
S3.主端控制单元根据主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息和从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息控制主端执行机构，使肢体残疾患者健全肢体真实地感受到从端操作；
S4.从端控制单元结合从端传动机构运动的力触觉信息和位置信息和主端传动机构运动的力触觉信息和位置信息进行闭环控制，使从端传动机构能够与主端传动机构实现两者之间位置的同步运动以及合力为零，实现主端对从端带有力触觉反馈的操作控制。
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