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专利号: 2017105660815
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,包括手柄、球形壳体、电磁制动器、用于控制手柄前后转动的第一磁流变液阻尼器、第一角度传感器、第二角度传感器和两个底座,以及用于控制手柄左右转动的第二磁流变液阻尼器和第三磁流变液阻尼器;球形壳体的球心与供手柄前后转动及左右转动的两个旋转轴的交点重合,第一磁流变液阻尼器两端分别通过第一角度传感器、电磁制动器与球形壳体的内侧连接;第二磁流变液阻尼器和第三磁流变液阻尼器分别设置在球形壳体的两外侧,第二磁流变液阻尼器与一个底座直接相连,第三磁流变液阻尼器与第二角度传感器相连后与另外一个底座连接。

2.根据权利要求1所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述第二磁流变液阻尼器或第三磁流变液阻尼器包括轴、线圈、阻尼器左侧壳体、阻尼器右侧壳体、中间盘片、与阻尼器左侧壳体配合的内盘片以及与阻尼器右侧壳体配合的盘片;线圈绕设在内盘片一端的轴肩上,内盘片外端伸出的圆环形盘片与阻尼器左侧壳体内表面的圆环形凹槽相配合,阻尼器左侧壳体固定到球形壳体的外侧;与阻尼器右侧壳体相配合的盘片通过轴夹紧,且该盘片的内端面与中间盘片、线圈贴紧,阻尼器右侧壳体与第二角度传感器连接;中间盘片嵌套在线圈侧面;磁流变液充满中间盘片、内盘片以及与阻尼器右侧壳体配合的盘片与阻尼器壳体之间的间隙中。

3.根据权利要求2所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述中间盘片的两侧设有圆环形盘片;位于中间盘片两侧的圆环形盘片的外环设有若干个用于将圆环形盘片固定在阻尼器壳体的凸起,圆环形盘片外环上的凸起由外环的局部边缘沿圆环形盘片的径向向外延伸而成。

4.根据权利要求2所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述中间盘片包括第一圆环形盘片和第二圆环形盘片,第一圆环形盘片的外环半径等于第二圆环形盘片的内环半径,第一圆环形盘片嵌套于第二圆环形盘片内,第一圆环形盘片的轴向高度大于第二圆环形盘片的轴向高度,第一圆环形盘片上设有若干个用于将中间盘片固定在阻尼器壳体的凸起,凸起从第一圆环形盘片端面的局部边缘沿第一圆环形盘片的轴向向外延伸而成。

5.根据权利要求4所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述中间盘片一体成型,第二圆环形盘片从第一圆环形盘片的外侧沿径向向外延伸形成。

6.根据权利要求2所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述与阻尼器左侧壳体配合的内盘片包括一底片,以及设置在底片上的转轴,底片上设有多个半径不等的圆环形盘片,内盘片通过转轴与轴承连接后与阻尼器壳体连接,圆环形盘片及底片与磁流变液接触。

7.根据权利要求2所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述与阻尼器右侧壳体配合的盘片包括一圆环形底片,以及从该圆环形底片的表面沿轴向延伸出来的多个半径不等的圆环形盘片,圆环形底片及圆环形盘片均与磁流变液接触。

8.根据权利要求1所述的基于磁流变液的二自由度触觉遥控器,其特征在于,所述第一磁流变液阻尼器包括两个盘片轴、线圈、阻尼器壳体,线圈绕设在两个盘片轴相配合的两段轴上,盘片轴两端面分别通过轴承与阻尼器壳体连接,盘片轴的盘片分别与阻尼器壳体内表面配合,线圈的侧面嵌套有中间盘片,中间盘片被两个盘片轴夹紧,并通过设置在中间盘片边缘的凸起固定;中间盘片的两侧分别设有圆环形盘片,圆环形盘片固定在阻尼器壳体上,其轴向位置通过设置在圆环形盘片边缘的凸起固定;磁流变液充满中间盘片、圆环形盘片与阻尼器壳体之间的间隙中。

9.基于权利要求1所述基于磁流变液的二自由度触觉遥控器的操控方法,其特征在于,所述手柄包括左手柄和右手柄,操控方法的步骤如下:S1、左手柄向前摇,无人机垂直起飞;

S2、右手柄向前摇,无人机向前飞行;

S3、右手柄向后摇,无人机向后飞行;

S4、右手柄向左摇,无人机向左飞行;

S5、右手柄向右摇,无人机向右飞行;

S6、左手柄向左摇,无人机左旋;

S7、左手柄向右摇,无人机右旋;

在左手柄或右手柄的操作过程中,根据第一角度传感器或第二角度传感器检测的手柄旋转角的大小来控制第一磁流变液阻尼器、第二磁流变液阻尼器的线圈电流,从而控制旋转阻尼力的大小,旋转角度越大,电流越大,磁场强度越大,旋转阻尼力增加,手柄上感受的力将越大;另外通过第三磁流变液阻尼器及电磁制动器来制动手柄转动。