CN216901572U - 一种带电位器的旋转机构及力反馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带电位器的旋转机构和力反馈装置。带电位器的旋转机构包括底座、旋转座和电位器，底座和旋转座绕电位器的转轴转动连接。底座内部具有空腔，底座上设有连通空腔的通孔，电位器设于空腔内，转轴穿设通孔并与通孔转动连接，且转轴与旋转座固定连接，旋转座相对底座转动带动转轴转动。力反馈装置包括力反馈本体和带电位器的旋转机构，力反馈本体与带电位器的旋转机构中的旋转座连接。带电位器的旋转机构的能够适用于不同的器械，使其满足对旋转角度的测量。力反馈装置解决了现有技术中力反馈旋转方向受到限制的问题。

Description

一种带电位器的旋转机构及力反馈装置

技术领域

本实用新型属于旋转机构领域，尤其涉及一种带电位器的旋转机构及力反馈装置。

背景技术

以往计算机用户只能通过视觉(最多又加入了听觉)与其进行交互，很明显，触觉作为许多应用场合最重要的感知方式没有被加进去，力反馈的出现改变了这一切。力反馈可以精确测量力反馈的三维空间坐标，并且当力反馈触碰到物体时力反馈会在反作用力的作用下远离物体。就像显示器能够使用户看到计算机生成的图像，扬声器能够使用户听到计算机合成的声音一样，力反馈使用户接触并操作计算机生成的虚拟物体成为可能。

然而，常规的力反馈，尤其是运用于医学生手术模拟练习中的力反馈其旋转方向的自由度受到限制，通常只能在一定角度方位内进行转动，无法实现全方位的旋转。

如上文所述，当我们需要一种器械的功能，而器械本身无法满足对旋转角度测量的要求时，若对器械本身进行改进使其符合要求所需要的成本(时间、金钱、人力等)较大，且另一种器械遇到同样问题时，需要重新对其进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带电位器的旋转机构及力反馈装置，带电位器的旋转机构的能够适用于不同的器械，使其满足对旋转角度的测量；力反馈装置解决了现有技术中力反馈旋转方向受到限制的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种带电位器的旋转机构，包括底座、旋转座和电位器，所述底座和旋转座绕所述电位器的转轴转动连接；

所述底座内部具有空腔，所述底座上设有连通所述空腔的通孔，所述电位器设于所述空腔内，所述转轴穿设所述通孔并与所述通孔转动连接，且所述转轴与所述旋转座固定连接，所述旋转座相对所述底座转动带动所述转轴转动。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述底座和所述旋转座相对转动的面分别为底座转动面和旋转座转动面，所述底座转动面和旋转座转动面之间设有摩擦片，用于增加旋转阻尼。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，还包括传动轴、套筒、轴向锁紧件和旋转锁紧件，且所述传动轴和所述套筒均与所述转轴同轴；

所述通孔设于所述底座旋转面上，所述套筒设于所述底座旋转面上并圈住所述通孔，所述转轴穿设所述通孔并伸入所述套筒，所述传动轴设于所述套筒内并与其转动连接，且所述传动轴的一端与所述转轴连接，另一端伸出所述套筒；

所述旋转锁紧件与所述旋转座连接，所述旋转锁紧件上设有与所述传动轴伸出所述套筒一端相匹配的旋转孔，所述旋转孔套设于所述传动轴上并与其沿所述转轴轴向滑动连接，且所述旋转孔的形状为非圆形，所述旋转锁紧件用于所述传动轴转动时带动所述旋转座旋转，且不限制所述旋转座沿所述转轴轴向的自由度；

所述轴向锁紧件与所述套筒连接，并将所述旋转座压向所述底座转动面，所述轴向锁紧件用于限制所述旋转座相对所述底座在所述转轴轴向上的位移，且不限制所述旋转座相对所述底座的旋转自由度。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述轴向锁紧件为锁紧螺母，套设于所述套筒并与其螺纹连接。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述轴向锁紧件和所述旋转座之间设有平面推力球轴承，所述平面推力球轴承套设于所述套筒，且所述平面推力球轴承的两个表面分别与所述轴向锁紧件和所述旋转座连接。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述旋转孔为六角孔。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述传动轴与所述转轴连接的一端设有转轴孔，所述转轴伸入所述转轴孔与所述传动轴扁位连接。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述旋转锁紧件为锁紧罩，所述锁紧罩的底部设有所述旋转孔，所述锁紧罩罩住所述平面推力球轴承和所述轴向锁紧件后与所述旋转座连接。

某一实施例中的带电位器的旋转机构，所述底座包括固定盘和底部固定座；所述固定盘设有所述通孔，所述电位器与所述固定盘连接；所述底部固定座与所述固定盘连接，所述底部固定座具有容置槽，所述电位器容置于所述容置槽内。

一种力反馈装置，包括力反馈本体和如上述任意一项所述的带电位器的旋转机构，所述力反馈本体与所述带电位器的旋转机构中的所述旋转座连接。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型提供的带电位器的旋转机构，用于满足器械相对固定结构(例如地面、某个装置等)旋转角度测量的需求。底座与固定结构连接，器械安装在旋转座上，器械需要测量绕某个轴的旋转角度，安装时该轴需要与转轴同轴，如此，当器械转动时，带动旋转座转动，从而带动转轴转动，转轴的转动角度能够由电位器的电位信号体现。进一步地将电位信号输出至主机，主机能够计算出电位器的转轴旋转后的准确位置。因此，本实用新型提供的旋转机构能够适用于不同的器械，使其满足对旋转角度的测量。

本实用新型提供的力反馈装置，其中的力反馈本体在安装到旋转机构的旋转座上，在其转动受到本身旋转角度的限制后，可带动旋转座转动，从而进行更大角度的转动，旋转座的转动角度还可通过电位器得到具体数值。因此，本实用新型提供的力反馈装置解决了现有技术中力反馈旋转方向受到限制的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的一种带电位器的旋转机构(连接有力反馈固定座) 的结构示意图；

图2为本实用新型的一种带电位器的旋转机构(连接有力反馈固定座) 的剖面示意图；

图3为本实用新型传动轴附近的结构示意图。

附图标记说明：

1：底部固定座；2：电位器；201：转轴；3：电位器固定板；4：固定盘； 401：套筒；5：传动轴；6：摩擦片；7：旋转座；8：平面推力球轴承；9：锁紧螺母；10：锁紧罩；11：力反馈固定座。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例1

参看图1至图3，本实施例提供一种带电位器的旋转机构，包括底座、旋转座7和电位器2，底座和旋转座7绕电位器2的转轴201转动连接。底座内部具有空腔，底座上设有连通空腔的通孔，电位器2设于空腔内，转轴 201穿设通孔并与通孔转动连接，且转轴201与旋转座7固定连接，旋转座7 相对底座转动带动转轴201转动。

本实施例提供的带电位器的旋转机构，能够满足器械相对固定结构旋转角度测量的需求。底座与固定结构连接，器械安装在旋转座7上，器械需要测量绕某个轴的旋转角度，安装时该轴需要与转轴201同轴，如此，当器械转动时，带动旋转座7转动，从而带动转轴201转动，转轴201的转动角度能够由电位器2的电位信号体现。

进一步地将电位信号输出至主机，主机能够计算出电位器2的转轴201 旋转后的准确位置。

现对本实施例的结构进行说明。

底座和旋转座7相对转动的面分别为底座转动面和旋转座7转动面。底座转动面和旋转座7转动面之间可以设置摩擦片6，用于增加旋转阻尼。当驱动旋转座7相对底座旋转的力大于某一数值时，旋转座7转动；否则，旋转座7不转动。如此，能够有效防止旋转座7受误触、风等因素影响造成非期望转动的发生。

底座包括固定盘4、底部固定座1和电位器固定板3，通孔设置在固定盘 4上，固定盘4具有底座旋转面和与底座旋转面相对的安装面。电位器2固定在电位器固定板3上，电位器固定板3在固定在固定盘4的安装面上。

底部固定座1用于与固定结构(例如地面、某个装置等)。底部固定座1 与固定盘4连接，在本实施例中与固定盘4的安装面连接，但此处不做限制。底部固定座1具有容置槽，电位器2容置在容置槽内，因此，底部固定座1 还具有保护电位器2的作用。

本实施例还包括传动轴5、套筒401、轴向锁紧件和旋转锁紧件，且传动轴5和套筒401均与转轴201同轴。套筒401设置在底座旋转面也就是固定盘4上，并圈住通孔，转轴201穿设通孔并伸入套筒401，传动轴5设于套筒401内并与套筒401转动连接，且传动轴5的一端与转轴201连接，另一端伸出套筒401。具体，传动轴5与转轴201连接的一端设有转轴孔，转轴 201伸入转轴孔与传动轴5扁位连接。其中，套筒401和固定盘4可以是一体制成的。

轴向锁紧件与套筒401连接，并将旋转座7压向底座转动面，轴向锁紧件用于限制旋转座7相对底座在转轴201轴向上的位移，且不限制旋转座7 相对底座的旋转自由度。

具体，轴向锁紧件可以是锁紧螺母9，锁紧螺母9套设在套筒401并与套筒401螺纹连接。在锁紧螺母9和旋转座7之间可以设置平面推力球轴承 8，平面推力球轴承8套设在套筒401上，平面推力球轴承8的两个表面分别与锁紧螺母9和旋转座7连接。通过调节锁紧螺母9可以调整旋转座7与摩擦片6之间的阻尼，即调节上述某一数值的大小。

旋转锁紧件与旋转座7连接，旋转锁紧件上设有与传动轴5伸出套筒401 一端相匹配的旋转孔，旋转孔套设在传动轴5上并与传动轴5沿转轴201轴向滑动连接，且旋转孔的形状为非圆形。旋转锁紧件用于传动轴5转动时带动旋转座7旋转，且不限制旋转座7沿转轴201轴向的自由度。

具体，旋转孔可以为六角孔，相应的，传动轴5与旋转孔滑动连接部分为六角轴；旋转锁紧件可以是锁紧罩10，旋转孔设于锁紧罩10的底部，锁紧罩10罩住平面推力球轴承8和锁紧螺母9后与旋转座7连接。

实施例2

参看图1至图3，本实施例提供一种力反馈装置，包括力反馈本体和如实施例1中所述的带电位器的旋转机构。力反馈本体与带电位器的旋转机构中的旋转座7连接，具体，还包括一力反馈固定座11，力反馈本体与力反馈固定座11连接，力反馈固定座11与旋转座7连接。

力反馈本体在其转动受到本身旋转角度的限制后，仍可带动旋转座7转动，从而进行更大角度的转动，旋转座7的转动角度还可通过电位器2得到具体数值。

本实施例提供的力反馈装置的安装过程为：电位器2通过螺钉固定在电位器固定板3上，然后一起固定在固定盘4上，固定盘4通过螺钉与底部固定座1连接；然后依次装入摩擦片6、旋转座7、平面推力球轴承8，通过锁紧螺母9轴向锁紧，调节锁紧螺母9的扭力，使旋转托盘可以沿转轴201轴向旋转；装入传动轴5，传动轴5伸入套筒401的一端与电位器2的转轴201 扁位连接，传动轴5伸出套筒401的一端即六角轴部分与锁紧罩10上的旋转孔配合，然后锁紧罩10通过螺钉与旋转座7连接；力反馈固定座11与旋转座7通过螺钉连接，力反馈通过螺钉与力反馈固定座11连接。手动转动力反馈，电位器2与力反馈同步旋转，这样就可以确定力反馈的转动位置。

上述安装过程仅为一个安装示例，不是对力反馈装置安装方法和顺序的限制。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带电位器的旋转机构，其特征在于，包括底座、旋转座和电位器，所述底座和旋转座绕所述电位器的转轴转动连接；

所述底座内部具有空腔，所述底座上设有连通所述空腔的通孔，所述电位器设于所述空腔内，所述转轴穿设所述通孔并与所述通孔转动连接，且所述转轴与所述旋转座固定连接，所述旋转座相对所述底座转动带动所述转轴转动。

2.根据权利要求1所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述底座和所述旋转座相对转动的面分别为底座转动面和旋转座转动面，所述底座转动面和旋转座转动面之间设有摩擦片，用于增加旋转阻尼。

3.根据权利要求2所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，还包括传动轴、套筒、轴向锁紧件和旋转锁紧件，且所述传动轴和所述套筒均与所述转轴同轴；

所述通孔设于所述底座旋转面上，所述套筒设于所述底座旋转面上并圈住所述通孔，所述转轴穿设所述通孔并伸入所述套筒，所述传动轴设于所述套筒内并与其转动连接，且所述传动轴的一端与所述转轴连接，另一端伸出所述套筒；

所述旋转锁紧件与所述旋转座连接，所述旋转锁紧件上设有与所述传动轴伸出所述套筒一端相匹配的旋转孔，所述旋转孔套设于所述传动轴上并与其沿所述转轴轴向滑动连接，且所述旋转孔的形状为非圆形，所述旋转锁紧件用于所述传动轴转动时带动所述旋转座旋转，且不限制所述旋转座沿所述转轴轴向的自由度；

所述轴向锁紧件与所述套筒连接，并将所述旋转座压向所述底座转动面，所述轴向锁紧件用于限制所述旋转座相对所述底座在所述转轴轴向上的位移，且不限制所述旋转座相对所述底座的旋转自由度。

4.根据权利要求3所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述轴向锁紧件为锁紧螺母，套设于所述套筒并与其螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述轴向锁紧件和所述旋转座之间设有平面推力球轴承，所述平面推力球轴承套设于所述套筒，且所述平面推力球轴承的两个表面分别与所述轴向锁紧件和所述旋转座连接。

6.根据权利要求3所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述旋转孔为六角孔。

7.根据权利要求3所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述传动轴与所述转轴连接的一端设有转轴孔，所述转轴伸入所述转轴孔与所述传动轴扁位连接。

8.根据权利要求5所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述旋转锁紧件为锁紧罩，所述锁紧罩的底部设有所述旋转孔，所述锁紧罩罩住所述平面推力球轴承和所述轴向锁紧件后与所述旋转座连接。

9.根据权利要求1所述的带电位器的旋转机构，其特征在于，所述底座包括固定盘和底部固定座；所述固定盘设有所述通孔，所述电位器与所述固定盘连接；所述底部固定座与所述固定盘连接，所述底部固定座具有容置槽，所述电位器容置于所述容置槽内。

10.一种力反馈装置，其特征在于，包括力反馈本体和如权利要求1至9任意一项所述的带电位器的旋转机构，所述力反馈本体与所述带电位器的旋转机构中的所述旋转座连接。

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