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力反馈操作台

阅读：1189发布：2020-05-11

IPRDB可以提供力反馈操作台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种力反馈操作台，通过设置：力反馈机构和操作机构；力反馈机构包括固定架、线缆张紧装置、滑杆、钢丝绳、滑动轮机构和反馈力施加模块；固定架包括：顶板和底板；滑杆固定设于顶板和底板之间；顶板上固定滑动轮机构；底板上固定设有线缆张紧装置和反馈力施加模块；操作机构包括基座、操作杆和束绳装置，操作杆和束绳装置均连接在基座上，基座滑动连接在滑杆上，束绳装置固定在钢丝绳上；滑动轮机构、线缆张紧装置和反馈力施加模块均与钢丝绳连接，并构成闭环结构，以使当驱动基座沿着滑杆上下滑动时，反馈力施加模块对钢丝绳施加与基座滑动方向相反的力。本申请解决相关技术中反馈操作台无法实时响应且准确性较差的技术问题。，下面是力反馈操作台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种力反馈操作台，其特征在于，包括：力反馈机构和操作机构；

所述力反馈机构包括固定架、线缆张紧装置、滑杆、钢丝绳、滑动轮机构和反馈力施加模块；

所述固定架包括：顶板和底板；所述滑杆固定设于所述顶板和底板之间；所述顶板上固定所述滑动轮机构；所述底板上固定设有所述线缆张紧装置和反馈力施加模块；

所述操作机构包括基座、操作杆和束绳装置，所述操作杆和所述束绳装置均连接在所述基座上，所述基座滑动连接在所述滑杆上，所述束绳装置固定在所述钢丝绳上；

所述滑动轮机构、线缆张紧装置和反馈力施加模块均与所述钢丝绳连接，并构成闭环结构，以使当驱动所述基座沿着所述滑杆上下滑动时，所述反馈力施加模块对钢丝绳施加与所述基座滑动方向相反的力。

2.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述基座上设有凹槽，所述束绳装置设有对应所述凹槽的凸起，以使所述束绳装置包括的凸起将所述钢丝绳的部分压合在对应的所述凹槽中，以固定所述束绳装置和所述钢丝绳的相对位置。

3.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述操作机构包括：连接轴、连杆、第一旋转编码器和第二旋转编码器；

所述操作杆的一端与所述连接轴固定，所述连接轴滚动连接在所述连杆一端，且所述连接轴的轴向不同于所述连杆的轴向，所述第一旋转编码器的测量杆与所述连接轴的一端连接，所述连杆滚动连接在所述基座上，且所述连杆穿过所述束绳装置，所述连杆上设有用于容纳所述钢丝绳穿过的通孔；

所述第二旋转编码器的测量杆与所述连接轴远离所述连接轴的一端连接，以使所述第一旋转编码器测量所述连接轴沿轴向的旋转，以及所述第二旋转编码器测量所述连杆沿轴向的旋转。

4.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述操作机构还包括直线轴承；

所述直线轴承固定在所述基座上，且所述直线轴承套装在所述滑杆上，以使所述直线轴承沿所述滑杆滑动，以带动所述基座沿着所述滑杆上下滑动。

5.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述线缆张紧装置包括:带滑动槽的固定座、滚动轮以及紧定螺钉；所述滚动轮与所述钢丝绳滑动连接；

所述滚动轮轴向设有一螺栓，并穿过所述滑动槽后通过螺帽固定在所述固定座上；所述紧定螺钉的螺钉部穿过所述固定座上方进入滑动槽后，螺钉部底端与所述螺栓活动连接，用于通过所述紧定螺钉控制所述滚动轮在槽内的下移，从而带动钢丝绳的张紧。

6.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述反馈力施加模块包括：驱动电机和钢丝绕线轴，所述钢丝绕线轴上绕有所述钢丝绳；所述驱动电机与所述钢丝绕线轴驱动连接，用于根据所述操作机构的作用力驱动所述钢丝绕线轴产生相应的反馈力。

7.根据权利要求6所述的力反馈操作台，其特征在于，所述反馈力施加模块还包括：第一支架、第二支架、第一传动齿轮和第二传动齿轮；所述第一支架和第二支架相对设置，所述第一支架下方和第二支架之间设有所述钢丝绕线轴，所述第一支架下方外侧设有与所述钢丝绕线轴轴连的第一传动齿轮；所述第一支架上方两侧分别设有相互驱动连接的所述驱动电机和第二传动齿轮所述第一传动齿轮和第二传动齿轮相互咬合连接。

8.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述滑动轮机构包括：第一滑动轮组件和第二滑动轮组件；

所述第一滑动轮组件和第二滑动轮组件分别与所述操作机构和反馈力施加模块适配设置，用于过渡连接所述操作机构和反馈力施加模块之间的钢丝绳。

9.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述滑动轮机构还包括：张紧轮组件；所述张紧轮组件设于所述第一滑动轮组件和第二滑动轮组件之间。

10.根据权利要求1所述的力反馈操作台，其特征在于，所述张紧轮组件包括：第一张紧轮支架、第一张紧轮支架、调节支架和张紧滑轮；所述第一张紧轮支架、第一张紧轮支架相对设于所述顶板上；

所述调节支架可调节设于所述第一张紧轮支架和第一张紧轮支架之间；所述调节支架下方设有所述张紧滑轮；

所述钢丝绳从所述操作机构走出后依次通过第一滑动轮组件的滑轮上方，所述张紧滑轮的下方和第二滑动轮组件的滑轮上方进入所述反馈力施加模块。

说明书全文

力反馈操作台

技术领域

[0001] 本申请涉及力反馈技术领域，具体而言，涉及一种力反馈操作台。

背景技术

[0002] 力反馈操作台代表了人机接触交互技术方面的一种革新，以往计算机用户只能通过视觉与其进行交互，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，六
自由度力反馈操作台的出现改变了这一切，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，力反馈操作台使用户接触并操作计算
机生成的虚拟物体成为可能。

[0003] 相关技术中力反馈操作台，具有运动范围小且精度低的缺点。无法实现运动组件在大范围内均可感受到反馈力的存在的要求，且回差大，无法实时响应，且准确性较差。

[0004] 针对相关技术中反馈操作台无法实时响应且准确性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 本申请的主要目的在于提供一种力反馈操作台，以解决相关技术中反馈操作台无法实时响应且准确性较差的问题。

[0006] 为了实现上述目的，根据本申请实施例提供了一种力反馈操作台。

[0007] 根据本申请的力反馈操作台包括：力反馈机构和操作机构；

[0008] 力反馈机构包括固定架、线缆张紧装置、滑杆、钢丝绳、滑动轮机构和反馈力施加模块；

[0009] 固定架包括：顶板和底板；滑杆固定设于顶板和底板之间；顶板上固定滑动轮机构；底板上固定设有线缆张紧装置和反馈力施加模块；

[0010] 操作机构包括基座、操作杆和束绳装置，操作杆和束绳装置均连接在基座上，基座滑动连接在滑杆上，束绳装置固定在钢丝绳上；

[0011] 滑动轮机构、线缆张紧装置和反馈力施加模块均与钢丝绳连接，并构成闭环结构，以使当驱动基座沿着滑杆上下滑动时，反馈力施加模块对钢丝绳施加与基座滑动方向相反
的力。

[0012] 可选地，基座上设有凹槽，束绳装置设有对应凹槽的凸起，以使束绳装置包括的凸起将钢丝绳的部分压合在对应的凹槽中，以固定束绳装置和钢丝绳的相对位置。

[0013] 可选地，操作机构包括：连接轴、连杆、第一旋转编码器和第二旋转编码器；

[0014] 操作杆的一端与连接轴固定，连接轴滚动连接在连杆一端，且连接轴的轴向不同于连杆的轴向，第一旋转编码器的测量杆与连接轴的一端连接，连杆滚动连接在基座上，且
连杆穿过束绳装置，连杆上设有用于容纳钢丝绳穿过的通孔；

[0015] 第二旋转编码器的测量杆与连接轴远离连接轴的一端连接，以使第一旋转编码器测量连接轴沿轴向的旋转，以及第二旋转编码器测量连杆沿轴向的旋转。

[0016] 可选地，操作机构还包括直线轴承；

[0017] 直线轴承固定在基座上，且直线轴承套装在滑杆上，以使直线轴承沿滑杆滑动，以带动基座沿着滑杆上下滑动。

[0018] 可选地，线缆张紧装置包括:带滑动槽的固定座、滚动轮以及紧定螺钉；滚动轮与钢丝绳滑动连接；

[0019] 滚动轮轴向设有一螺栓，并穿过滑动槽后通过螺帽固定在固定座上；紧定螺钉的螺钉部穿过固定座上方进入滑动槽后，螺钉部底端与螺栓活动连接，用于通过紧定螺钉控
制滚动轮在槽内的下移，从而带动钢丝绳的张紧。

[0020] 可选地，反馈力施加模块包括：驱动电机和钢丝绕线轴，钢丝绕线轴上绕有钢丝绳；驱动电机与钢丝绕线轴驱动连接，用于根据操作机构的作用力驱动钢丝绕线轴产生相
应的反馈力。

[0021] 可选地，反馈力施加模块还包括：第一支架、第二支架、第一传动齿轮和第二传动齿轮；第一支架和第二支架相对设置，第一支架下方和第二支架之间设有钢丝绕线轴，第一
支架下方外侧设有与钢丝绕线轴轴连的第一传动齿轮；第一支架上方两侧分别设有相互驱
动连接的驱动电机和第二传动齿轮第一传动齿轮和第二传动齿轮相互咬合连接。

[0022] 可选地，滑动轮机构包括：第一滑动轮组件和第二滑动轮组件；

[0023] 第一滑动轮组件和第二滑动轮组件分别与操作机构和反馈力施加模块适配设置，用于过渡连接操作机构和反馈力施加模块之间的钢丝绳。

[0024] 可选地，滑动轮机构还包括：张紧轮组件；张紧轮组件设于第一滑动轮组件和第二滑动轮组件之间。

[0025] 可选地，张紧轮组件包括：第一张紧轮支架、第一张紧轮支架、调节支架和张紧滑轮；第一张紧轮支架、第一张紧轮支架相对设于顶板上；

[0026] 调节支架可调节设于第一张紧轮支架和第一张紧轮支架之间；调节支架下方设有张紧滑轮；

[0027] 钢丝绳从操作机构走出后依次通过第一滑动轮组件的滑轮上方，张紧滑轮的下方和第二滑动轮组件的滑轮上方进入反馈力施加模块。

[0028] 在本申请实施例中，提供一种力反馈操作台，通过设置：力反馈机构和操作机构；力反馈机构包括固定架、线缆张紧装置、滑杆、钢丝绳、滑动轮机构和反馈力施加模块；固定架包括：顶板和底板；滑杆固定设于顶板和底板之间；顶板上固定滑动轮机构；底板上固定
设有线缆张紧装置和反馈力施加模块；操作机构包括基座、操作杆和束绳装置，操作杆和束
绳装置均连接在基座上，基座滑动连接在滑杆上，束绳装置固定在钢丝绳上；滑动轮机构、
线缆张紧装置和反馈力施加模块均与钢丝绳连接，并构成闭环结构，以使当驱动基座沿着
滑杆上下滑动时，反馈力施加模块对钢丝绳施加与基座滑动方向相反的力。这样，滑动轮机
构、线缆张紧装置、反馈力施加模块、钢丝绳和操作机构之间构成闭环结构，实现了本力反
馈操作台实时响应速度快且准确性高的目的，且基座在滑杆上下滑动时，钢丝绳可以始终
实现对基座的力反馈功能，进而实现了本力反馈操作台可以实现较大运动范围的目的，因
此，本力反馈操作台具有运动范围大，响应快，实时性高的技术效果，从而解决相关技术中
反馈操作台无法实时响应且准确性较差的技术问题。

附图说明

[0029] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不
构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0030] 图1是根据本申请一种实施例的力反馈操作台的结构示意图；

[0031] 图2是根据本申请一种实施例的线缆张紧装置的结构示意图；

[0032] 图3是根据本申请一种实施例的反馈力施加模块的结构示意图；

[0033] 图4是根据本申请一种实施例的操作机构的立体结构示意图；

[0034] 图5是根据本申请一种实施例的操作机构的剖面示意图；

[0035] 图6是根据本申请一种力反馈操作台的立体结构示意图。

具体实施方式

[0036] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范
围。

[0037] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的
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它步骤或单元。

[0038] 在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0039] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0040] 此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”、“套装”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本
申请中的具体含义。

[0041] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0042] 如图1至图6所示，本申请涉及一种力反馈操作台，该力反馈操作台包括：力反馈机构和操作机构2；

[0043] 力反馈机构包括固定架7、线缆张紧装置1、滑杆3、钢丝绳4、滑动轮机构5和反馈力施加模块6；

[0044] 固定架7包括：顶板71和底板72；滑杆3固定设于顶板71和底板72之间；顶板71上固定滑动轮机构5；底板72上固定设有线缆张紧装置1和反馈力施加模块6；

[0045] 操作机构2包括基座21、操作杆22和束绳装置23，操作杆22和束绳装置23均连接在基座21上，基座21滑动连接在滑杆3上，束绳装置23固定在钢丝绳4上；

[0046] 滑动轮机构5、线缆张紧装置1和反馈力施加模块6均与钢丝绳4连接，并构成闭环结构，以使当驱动基座21沿着滑杆3上下滑动时，反馈力施加模块6对钢丝绳4施加与基座21
滑动方向相反的力。

[0047] 其中，当操作者通过操作操作机构2包括的操作杆22，以使基座21着滑杆3上下滑动时，由于束绳装置23与钢丝绳4固定连接，因此钢丝绳4也随着基座21的滑动而运动；具体
使用时，操作者操作操作机构2是为了实现对目标操作物体的间接控制，因此，当作物操作
机构2移动的时候，目标操作物体也随之移动，例如，本力反馈操作台用于操作肺穿刺机器
人时，该目标操作物即可以为肺穿刺机器人用于进行穿刺作业的针体；当目标操作物体为
针体时，且针体插入皮肤等人体器官后，包含有本力反馈操作台的系统可以检测到该针体
插入的信号，在经过单片机等处理设备的处理计算后，给出反馈力施加模块6相应的反馈
力，即能够实现提供用户相应的反馈力的目的，使操作者能感受到真实的反馈力。

[0048] 在本实施例中，滑动轮机构5、线缆张紧装置1、反馈力施加模块6、钢丝绳4和操作机构2之间构成闭环结构，实现了本力反馈操作台实时响应速度快且准确性高的目的，且基
座21在滑杆3上下滑动时，钢丝绳4可以始终实现对基座21的力反馈功能，进而实现了本力
反馈操作台可以实现较大运动范围的目的。

[0049] 其中，滑动轮机构5与钢丝绳4之间的活动连接主要用于使钢丝绳4在从反馈力施加模块6到操作机构2之间的过渡能够更加平顺；可选地，线缆张紧装置1、操作机构2和滑动
轮机构5之间的位置适配，以使位于线缆张紧装置1和滑动轮机构5之间的钢丝绳4与滑杆3
平行设置。

[0050] 可选地，顶板71和底板72可以是矩形或类矩形形状，且固定架7可以通过滑杆3及其他支撑件支撑起整体框架，且一般来说，为了使固定架7达到良好的稳固性，滑杆3与其他
支撑件的总数至少需要3根。

[0051] 如图5所示，可选地，基座21上设有凹槽，束绳装置23设有对应凹槽的凸起，以使束绳装置23包括的凸起将钢丝绳4的部分压合在对应的凹槽中，以固定束绳装置23和钢丝绳4
的相对位置。

[0052] 其中，该束绳装置23可以具体为一个设置有凸起的束绳板，该束绳板相应设置在基座21上，以使束绳板设置的凸起将钢丝绳4的部分压合在基座21对应的凹槽中，以固定基
座21、束绳板和钢丝绳4之间的相对位置。这样，可以保证在基座21沿滑杆3滑动时，钢丝绳4与基座21一同运动。

[0053] 如图4至图5所示，可选地，操作机构2包括：连接轴24、连杆25、第一旋转编码器26和第二旋转编码器27；

[0054] 操作杆22的一端与连接轴24固定，连接轴24滚动连接在连杆25一端，且连接轴24的轴向不同于连杆25的轴向，第一旋转编码器26的测量杆与连接轴24的一端连接，连杆25
滚动连接在基座21上，且连杆25穿过束绳装置23，连杆25上设有用于容纳钢丝绳4穿过的通
孔；

[0055] 第二旋转编码器27的测量杆与连接轴24远离连接轴24的一端连接，以使第一旋转编码器26测量连接轴24沿轴向的旋转，以及第二旋转编码器27测量连杆25沿轴向的旋转。

[0056] 在本实施例中，本操作机构2通过连接轴24滚动连接在连杆25一端，且连接轴24的轴向不同于连杆25的轴向，操作杆22的一端与连接轴24固定，从而实现操作杆22在连接轴
24和连杆25上环绕方向上两个自由度的操作，再通过通过第一旋转编码器26测量连接轴24
沿轴向的旋转，第二旋转编码器27测量连杆25沿轴向的旋转，从而实现通过第一旋转编码
器26和第二旋转编码器27的测量数据改变目标操作物(例如，肺穿刺机器人用于进行穿刺
作业的针体)的运动状态。

[0057] 可选地，连接轴24的轴向垂直于连杆25的轴向。

[0058] 其中，连接轴24的轴向垂直于连杆25的轴向从而实现第一旋转编码器26和第二旋转编码器27可以分别感应操作杆22在两个垂直方向上的旋转。

[0059] 如图4至图6所示，可选地，该操作机构2还包括固定罩28和第一轴承；

[0060] 固定罩28与连杆25靠近操作杆22的一端固定，第一轴承和第一旋转编码器26均固定在固定罩28中，第一轴承套装在连接轴24上。

[0061] 其中，通过固定罩28将第一旋转编码器26固定在连杆25上，并通过固定在固定罩28中的第一轴承为连接轴24提供滚动连接安装位置，以使连接轴24滚动连接在连杆25的一
端。另外，固定罩28还可以实现分离设置在操作杆22的两侧，一侧的固定罩28用于固定第一
旋转编码器26，另一侧用于为第一轴承提供安装位置。

[0062] 如图4和图5所示，可选地，操作机构2还包括直线轴承29；

[0063] 直线轴承29固定在基座21上，且直线轴承29套装在滑杆3上，以使直线轴承29沿滑杆3滑动，以带动基座21沿着滑杆3上下滑动。

[0064] 在本实施例中，连杆25滚动连接在基座21上，即连杆25可以实现在基座21上活动，以实现操作杆22驱使连杆25环绕连杆25轴向旋转，且第二旋转编码器27和直线轴承29均固
定在基座21上，滑杆3套接在直线轴承29上，以使直线轴承29沿滑杆3滑动，这样，可以通过
操作杆22提升或降低基座21相对滑杆3上的位置。这样，本操作机构2实现了一个方向的平
动与两个方向的转动，即三个自由度的运动，其可以实现对长距离移动如穿刺机器人等驱
动机构的控制，两个方向的转动用以实现对穿刺机器人的姿态调整，一个方向的平动可以
实现移动穿刺机器人用于进行穿刺作业的针体的长距离运动。

[0065] 如图5所示，可选地，该操作机构2还包括转接杆201和第二轴承202；

[0066] 转接杆201套装在第二轴承202中，第二轴承202固定在基座21上，转接杆201的一端与连杆25的远离连接轴24的一端固定，转接杆201的另一端与第一旋转编码器26的测量
杆连接；

[0067] 转接杆201上设有用于容纳钢丝绳4穿过的通孔。

[0068] 其中，通过转接杆201实现连杆25与第二旋转编码器27的测量杆的连接，且通过转接杆201套装在第二轴承202，第二轴承202固定在基座21上，从而实现连杆25与基座21的滚
动连接，钢丝绳4可以穿过转接杆201上通孔。

[0069] 如图1所示，可选地，固定架7还包括：两根支撑杆73；滑杆3设有两根，支撑杆73及滑杆3分别设于固定架7的同一侧；滑动结构23上设有与滑杆3位置适配的两个滑孔。

[0070] 具体的，如图1所示，固定架7的前方左右分别设置有一根滑杆3，后方左右分别设有一根支撑杆73，优选的，支撑杆73与滑杆3均垂直于顶板71和底板72；并且，适配的，滑动结构23的左右两侧也分别设有一个滑孔。因而能够保证固定架7的整体结构稳固性，同时可
以使滑动结构23能够在滑杆3上平滑地上下移动，且当顶板71和底板72水平设置时，其始终
都可以保持水平状态。

[0071] 如图2所示，可选地，线缆张紧装置1包括:带滑动槽的固定座11、滚动轮12以及紧定螺钉13；滚动轮12与钢丝绳4滑动连接；

[0072] 滚动轮12轴向设有一螺栓，并穿过滑动槽后通过螺帽固定在固定座11上；紧定螺钉13的螺钉部穿过固定座11上方进入滑动槽后，螺钉部底端与螺栓活动连接，用于通过紧
定螺钉13控制滚动轮12在槽内的下移，从而带动钢丝绳4的张紧。

[0073] 具体的，紧定螺钉13的螺钉部与螺栓之间可以是可活动的卡槽连接，只需保证在紧定螺钉13旋转时候不会与螺栓分离即可；当紧定螺钉13与固定座11之间为螺纹连接，当
旋转紧定螺钉13时，紧定螺钉13的螺钉部就会在滑动槽中上下移动，进而带动螺栓及滚动
轮12的垂直高度，进而达到改变滑动轮机构5至线缆张紧装置1之间以及反馈力施加模块6
至线缆张紧装置1之间的钢丝绳4长度的目的，进而能够带动钢丝绳4的张紧。

[0074] 如图1及图3所示，可选地，反馈力施加模块6包括：驱动电机61和钢丝绕线轴62，钢丝绕线轴62上绕有钢丝绳4；驱动电机61与钢丝绕线轴62驱动连接，用于根据操作机构2的
作用力驱动钢丝绕线轴62产生相应的反馈力。

[0075] 具体的，钢丝绕线轴62采用双向绕线设置，通过驱动电机61与钢丝绕线轴62驱动连接的结构，便能使钢丝绕线轴62实现一个方向收绳，另一个方向放绳的目的，通过对钢丝
绳4的拉扯，进而达到向操作机构2施以反馈力的目的。该装置具有结构简单，易于实现的特
点，组件较少，能有效减少减少故障率，保障系统的可靠稳定的运行。

[0076] 如图3所示，可选地，反馈力施加模块6还包括：第一支架63、第二支架64、第一传动齿轮65和第二传动齿轮66；第一支架63和第二支架64相对设置，第一支架63下方和第二支架64之间设有钢丝绕线轴62，第一支架63下方外侧设有与钢丝绕线轴62轴连的第一传动齿
轮65；第一支架63上方两侧分别设有相互驱动连接的驱动电机61和第二传动齿轮66；第一
传动齿轮65和第二传动齿轮66相互咬合连接。

[0077] 具体的，第一支架63上方及下方分别适配设有用于实现驱动电机61和第二传动齿轮66相互轴连，以及钢丝绕线轴62与第一传动齿轮65轴连的圆孔；且第二支架64与钢丝绕
线轴62连接处也设有适配的旋转连接机构，以减少对钢丝绕线轴62的磨损。该装置具有结
构简单，易于实现的特点，组件较少，能有效减少减少故障率，保障系统的可靠稳定的运行。

[0078] 如图1所示，可选地，滑动轮机构5包括：第一滑动轮组件51和第二滑动轮组件52；

[0079] 第一滑动轮组件51和第二滑动轮组件52分别与操作机构2和反馈力施加模块6适配设置，用于过渡连接操作机构2和反馈力施加模块6之间的钢丝绳4。

[0080] 具体的，第一滑动轮组件51与操作机构2之间位置关系满足其两者之间的钢丝绳4为垂直设置，且第二滑动轮组件52和反馈力施加模块6之间位置关系也满足其两者之间的
钢丝绳4为垂直设置；当钢丝绳4需要穿过顶板71时，顶板71上设有适配的孔。因而能够使钢
丝绳4能够垂直运动，保证第一滑动轮组件51和第二滑动轮组件52的受力能够与其固定位
置适配，能有效增强装置的稳定性，以及耐用性。

[0081] 如图1所示，可选地，滑动轮机构5还包括：张紧轮组件53；张紧轮组件53设于第一滑动轮组件51和第二滑动轮组件52之间。由于钢丝绳4随着使用程度的加深，其长度可能会
随着变长，通过设置该张紧轮组件53，可以在装置的上部调节整体的钢丝绳4的松紧程度，
而不需对钢丝绳4进行裁剪；因而具有操作方便的优点。

[0082] 如图1所示，可选地，张紧轮组件53包括：第一张紧轮支架531、第一张紧轮支架532、调节支架533和张紧滑轮534；第一张紧轮支架531、第一张紧轮支架532相对设于顶板
71上；

[0083] 调节支架533可调节设于第一张紧轮支架531和第一张紧轮支架532之间；调节支架533下方设有张紧滑轮534；

[0084] 钢丝绳4从操作机构2走出后依次通过第一滑动轮组件51的滑轮上方，张紧滑轮534的下方和第二滑动轮组件52的滑轮上方进入反馈力施加模块6。

[0085] 也就是说，钢丝绳4在滑动轮机构5内的形状为直线状或M形，当不需进行调整松紧的时候即为直线状，由于第一滑动轮组件51和第二滑动轮组件52之间的直线长度为恒定
值，当为M形的时候，基于三角形两边之和大于第三边的原理，第一滑动轮组件51和第二滑
动轮组件52之间的线条的总长度变长，因此达到了张紧整个装置中的钢丝绳4的目的。本实
施例中的结构巧妙，能够有效调整松紧程度，且结构简单易于实现，能够有效减少装置的零
部件数量，降低整体故障率，更易于制造使用以及延长使用寿命。

[0086] 如图6所示，可选地，本力反馈操作台还包括外壳8，外壳8上设有急停按钮81和状态指示灯82，其中，急停按钮81的作用是实现在紧急状态下的电源切断，状态指示灯82的作
用是对本力反馈操作台的运行状态的进行提示；

[0087] 力反馈机构均设置在外壳8内部，操作机构2包括的操作杆22和固定罩28均位于外壳8外部，外壳8上设有作为操作轨道的开槽83，操作机构2包括的连杆25一端穿过所述外壳
8的开槽83分别与操作杆22、固定罩28连接，连杆25的另一端位于外壳8内部。

[0088] 本力反馈操作台工作原理如下：

[0089] 当应用在肺穿刺机器人中，且操作者通过操作操作机构2的时候，操作机构2能够沿着滑杆3上下滑动；随着线缆张紧装置1、操作机构2、滑动轮机构5和反馈力施加模块6的
传动，钢丝绳4也随着操作机构2的滑动而运动；本力反馈操作台可以应用在肺穿刺机器人
中，其中，目标操作物可以是针体；当针体插入肺部后，包含有本力反馈操作台的系统可以
通过安装在针体上的力检测传感器等装置检测到相应针插入的力的大小信号，在经过单片
机等处理设备的处理计算后，给出反馈力施加模块6中的驱动电机61需要进行旋转的全输
角度，进而驱动钢丝绕线轴62运动，通过对钢丝绳4的收放实现对针插入的力相应的反馈
力，即能够实现提供用户相应的反馈力的目的，使用户能感受到真实的反馈力。

[0090] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
指尖力反馈装置-专利编号CN103699221A	2020-05-12	796
车力反馈装置-专利编号CN108562387A	2020-05-13	734
中指力反馈装置-专利编号CN104669232A	2020-05-12	685
力反馈触觉接口-专利编号CN100444085C	2020-05-13	405
风速力反馈-专利编号CN110537215A	2020-05-11	826
压力反馈按摩器-专利编号CN109044775A	2020-05-11	1102
食指力反馈装置-专利编号CN104635916A	2020-05-13	1040
力反馈操作台-专利编号CN109669545A	2020-05-11	1187
力反馈装置-专利编号CN201548930U	2020-05-11	1071
力反馈系统-专利编号CN205721407U	2020-05-12	506

力反馈操作台

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