生产力的不断进步,自工业革命以来,人力劳动已经逐渐被机器所取代,随着技术的高速发展,使得许多学科的研究方向都开始朝着更为精密的方向发展。在很多需要对尺寸很小的零部件进行加工或处理的场合都开始融入了微操作机器人的参与,微操作机器人逐渐开始变成人们探索一个更细微的世界所不可或缺的重要工具。微操作机器人的应用也越来越广泛,其中包括微创手术机器人的应用,而主手在主从式机器人系统中承担着重要的角色。
主手研究一直是其中的热点与难点。微创手术机器人对于工作空间大,操作灵活,同时具备力反馈功能的主操作手的需求一直很强烈。本课题结合实际工程背景,研发一款性能优良的力反馈主操作主手。
新型七自由度串联主手结构,是一种符合人的操作习惯,具有低惯量、大操作空间、高灵敏度的结构。在实际操作过程中不会施加很大的力度,同时又具有结构简单、手腕关节灵活和各关节驱动解耦性好的特点。新型七自由度串联主手—一种力反馈设备,作为主从式机器人系统中的关键部件,是对从端机器人进行实时运动控制的运动量输入设备。它将人与机器人连接起来,使人可以向机器人系统灵活地传送位姿、速度等多种信息,同时可以接受由控制系统反馈回来的力、力矩等环境信息,从而使操作者对机器人能够进行更加有效的干预和控制。