本发明专利技术公开了一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度生成装置，该接触刚度生成装置包括有X轴平移组件、Y轴平移组件、Z轴平移转动组件、支撑组件和六维力传感器五部分。X轴平移组件、Y轴平移组件和Z轴平移转动组件通过支撑组件连接形成三自由度机构，六维力传感器安装在支撑组件的下方。在本发明专利技术中，XYZ三轴上的零部件采用相同结构设计。本发明专利技术装置通过弹簧来模拟力觉交互设备操作时的接触刚度，探查真实物体表面过程中实时的采集探头末端的三维力和图形工具位置、图形工具位姿。本发明专利技术装置代替了力交互过程中力觉设备的小刚度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模拟仪器，更特别地说，是指一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度生成装置。
技术介绍
三自由度力觉交互设备进行力反馈时，在交互设备和显示的图形设备之间有一个虚拟三自由度弹簧连接，为排除在用客观测量方法评价力觉交互算法的过程中力觉交互设备刚度影响，本专利技术设计了一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度生成装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度生成装置， 该装置通过弹簧来模拟力觉交互设备操作时的接触刚度，探查真实物体表面过程中实时的采集探头末端的三维力和图形工具位置、图形工具位姿。本专利技术装置代替了力交互过程中力觉设备的小刚度。本专利技术是一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度的生成装置，该生成装置包括有X轴平移组件1、Y轴平移组件2、Z轴平移转动组件3、支撑组件4和六维力传感器5五部分。X轴平移组件1、Y轴平移组件2和Z轴平移转动组件3通过支撑组件4连接形成三自由度机构，六维力传感器5安装在支撑组件4的下方。在本专利技术中，XYZ三轴上的零部件采用相同结构设计。本专利技术接触刚度生成装置的优点在于①X轴平移组件与Y轴平移组件的组合能够实现平面二维弹簧刚度生成。②X轴平移组件、Y轴平移组件与Z轴平移转动组件的组合能够实现空间三维弹簧刚度生成。③支撑组件一方面用于组合X轴平移组件、Y轴平移组件与Z轴平移转动组件；另一方面当末端受力时，能够将所承的力传递给XYZ三轴上。④钢丝绳、配重块、滑块(即直线轴承座)和弹簧组合实现了弹簧变形量只与外力相关。⑤采用本专利技术接触刚度生成装置来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度。本装置是将三根相同刚度弹簧分别与基架的X，Y，Z轴同轴放置，并只能沿相应坐标轴受力和变形。通过一个第一连接件与XZY三轴上的弹簧间接相连，实现XYZ三轴上的直线轴承座的空间三自由度运动。⑥在本专利技术接触刚度生成装置空载时，但受到重力F作用时，通过重力补偿保证三根弹簧保持不变形，不受力。附图说明图1是本专利技术用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度生成装置的结构图。图2是本专利技术支撑组件的结构图。图2A是本专利技术支撑组件中第一连接件的结构图。图2B是本专利技术支撑组件中第二连接件的结构图。图3是本专利技术X轴平移组件的结构图。图3A是本专利技术X轴平移组件中X轴直线轴承座的结构图。图3B是本专利技术X轴平移组件的分解图。图4是本专利技术Y轴平移组件的结构图。图4A是本专利技术Y轴平移组件中Y轴直线轴承座的结构图。图4B是本专利技术Y轴平移组件的分解图。图5是本专利技术Z轴平移转动组件的结构图。图5A是本专利技术Z轴平移转动组件的分解图。1. X轴平移组件 U. XA支撑轴11A.XA轴座 11B.XB轴座11C.X轴弹簧12. XB支撑轴 12A. XC轴座12B. XD轴座 13. XC支撑轴13A. XE轴座13B.XF轴座 13C.X轴配重块ImXD通孔 14. X轴支架141. A侧板142. B侧板 15. X轴直线轴承座 151. XA通孔152. XB通孔153. XC通孔 154. XA凸块155. XB凸块 156. XC凸块157.轴承顶孔101. XA直线轴承102. XB直线轴承103. XC直线轴承104. XD直线轴承105. XE直线轴承106. XF直线轴承121.第一段钢丝绳121A. XA钢丝绳通孔121B. XB钢丝绳通孔121C. )(C钢丝绳通孔121D. )钢丝绳通孔121E. XE钢丝绳通孔121F. XF钢丝绳通孔122.第二段钢丝绳122B.XH钢丝绳通孔122C.XI钢丝绳通孔122D.XJ钢丝绳通孔122E.XK钢丝绳通孔122FI钢丝绳通孔122G.XM钢丝绳通孔122HXN钢丝绳通孑L123. XA导轮 124. XB导轮125. XA导轮座1 . XB导轮座 2. Y轴平移组件21. YA支撑轴 MAYA轴座21B. YB轴座21C.Y轴弹簧 22. YB支撑轴22A. YC轴座 22B. YD轴座Z3.YC支撑轴23A. YE轴座 23B. YF轴座23C. Y轴配重块23D. YD通孔M.Y轴支架Ml. A侧板 242. B侧板迅· Y轴直线轴承座251. YA通孔252. YB通孔 253. YC通孔254. YA凸块 255. YB凸块256. YC凸块257.轴承顶孔 201. YA直线轴承 202. TO]1线轴承2)3. YC直线轴承204. YD直线轴承205. YE直线轴承YF直线轴承221.第三段钢丝绳2MAYA钢丝绳通孑L221B.YB钢丝绳通孔2MC.YC钢丝绳通孔2MD.YD钢丝绳通孑L2ME.YE钢丝绳通孑L2MF.YF钢丝绳通孔222.第四段钢丝绳222B.YH钢丝绳通孔222C. YI钢丝绳通孔222D.YJ钢丝绳通孔222E.YK钢丝绳通孔222F.YL钢丝绳通孔222G.YM钢丝绳通孔222H. YN钢丝绳通孔223. YA导轮 224. YB导轮2 . YA导轮座2 . YB导轮座 3· Z轴平移转动组件 IZA支撑轴31A. ZAi^31B. ZBi^:31C. Z轴弹簧31D.上法兰31Ε.下法兰31F.上挡片31G.下挡片!33.ZC支撑轴33Α. ZE轴座33B.ZF轴座33C. Z轴配重块331 ZD通孔;34·Ζ轴支架341.上侧板342.下侧板35. Z轴直线轴承座351. YA通孔352. YB通孔353. YC通孔357.轴承顶孔301. ZA直线轴承302. ZB直线轴承303. ZA滚珠轴承304. ZB滚珠轴承305. ZE直线轴承30&ZF直线轴承321.第五段钢丝绳3ΜΑ·ΖΑ钢丝绳通孔3ΜΒ.ΖΒ钢丝绳通孔322.第六段钢丝绳322A_ZC钢丝绳通孔322B.ZD钢丝绳通孑L323. ZA导轮324. ZB导轮325. ZA导轮座326. ZB导轮座4.支撑组件41.第一连接件411. X支臂411Α·Α通孔4UB.A销孔412. Y支臂412Α. B 通孑 L412B. B销孔413. Z支臂413AC通孑L4UB.C销孔411C.D销孔42.第二连接件421.前端柱421Α. D通孔422.后端柱422Α. E 通孑 L422B.F通孔422C. E销孔422D. F销孔423.支撑柱423Α. G 通孑 L42 G销孔424.支撑梁424Α.减重孔43. A支撑轴44. B支撑轴45. C支撑轴46. D支撑轴47. E支撑轴48.重心配重块401. A直线轴承402. B直线轴承403. C直线轴承404. D直线轴承405. E直线轴承406. F直线轴承407. G直线轴承408. H直线轴承409. I直线轴承410. J直线轴承5.六维力传感器具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1所示，本专利技术是一种用来模拟力觉交互设备操作过程的接触刚度的生成装置，该生成装置包括有X轴平移组件1、Y轴平移组件2、Z轴平移转动组件3、支撑组件4 和六维力传感器5五部分。X轴平移组件1、Y轴平移组件2和Z轴平移转动组件3通过支撑组件4连接形成三自由度机构，六维力传感器5安装在支撑组件4的下方。在本专利技术中， XYZ三轴上的零部件采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王党校，王治翔，宋涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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