一种基于力传感器的移动平台操纵装置的制作方法

本发明涉及电动移动平台操纵技术领域，具体涉及一种基于力传感器的移动平台操纵装置。

背景技术：

常见的车辆、平台等的操纵装置，一般均包含相对移动、转动的结构：如方向盘、推杆、旋钮等。类似这些结构，不可避免的随使用时间的增长，而出现机械结构的磨损，传感器的老化现象，继而影响到对车辆、平台的操纵，甚至需要停机维修。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践提出了本发明。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，一种基于力传感器的移动平台操纵装置，包括基座，所述基座一侧壁的两端对称设置两个操纵手柄，每个所述操纵手柄包括外部套设有外管的把芯，且所述外管与所述把芯间设有间隙，两个传感器设置于所述把芯中间的凹槽内，且每个所述传感器的一端与所述外管的内侧相连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述把芯相连接。

进一步的，每个所述操纵手柄还包括把芯座，所述把芯座的两端分别与所述把芯和所述侧壁相连接，且所述把芯与所述把芯座的连接方向垂直于所述基座与所述把芯座的连接方向。

进一步的，所述侧壁设置通孔，螺钉穿过所述通孔将所述把芯座固定于所述侧壁。

进一步的，所述把芯与所述把芯座螺纹连接，并通过螺母锁紧。

进一步的，两个所述传感器分别与传感器安装座的两端相连接，且所述传感器安装座设置于所述凹槽内并与所述把芯相连接。

进一步的，所述传感器为拉压力传感器。

进一步的，所述传感器的一端与所述外管的内侧螺钉连接，与所述传感器的一端相对的另一端与所述传感器安装座螺钉连接。

进一步的，所述传感器安装座与所述把芯螺钉连接。

进一步的，所述外管的外部套设有把套。

进一步的，所述把芯为圆柱体结构，所述外管与所述把套的横截面均为圆形。

与现有技术比较，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置没有方向盘，推杆等大范围移动、转动的部件，避免出现机械结构的磨损，寿命长；

(2)本发明通过外管与把芯间间间隙的适当设计，使得其中的拉压传感器可靠的工作在其有效行程范围内，传感器也不会因过载而损坏；

(3)结构紧凑，简单有效；

(4)操作过程自然、容易；

(5)可广泛应用于电动移动平台、医用台车、医用移动平台、医用手术机器人、货运送辆、牵引车、物流搬运车等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明中一种基于力传感器的移动平台操纵装置的结构图；

图2是本发明中一种基于力传感器的移动平台操纵装置的其中一操作手柄无把套的结构图；

图3是本发明中基座与把芯座连接的结构放大图；

图4是本发明中把芯与把芯座连接的结构放大图；

图5是本发明中操纵手柄的内部剖视图；

图6是包括本发明中一种基于力传感器的移动平台操纵装置的一种医疗机器人设备的部分结构图。

图中数字表示：

1-传感器、2-外管、3-把芯、4-把芯座、5-基座、51-侧壁、6-把套、7-传感器安装座、8-通孔。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。其中下述实施例中涉及到的“向前”是指操作者在操作移动平台时脸的朝向方向，“向后”是与“向前”相反的方向，“横向”是指沿一个操纵手柄到另一个操纵手柄的水平轴线方向。

实施例1

如图1-5，本实施例提供了一种基于力传感器的移动平台操纵装置包括基座5，基座5一侧壁51的两端对称设置两个操纵手柄，分别为左手操纵手柄和右手操纵手柄，每个操纵手柄包括外部套设有外管2的把芯，两个传感器1设置于把芯3中间的凹槽内，且传感器1的一端与外管2的内侧通过螺钉相连接，与传感器1的一端相对的另一端与传感器安装座7通过螺钉相连接，两个传感器1并列设置于传感器安装座7的两端，且传感器安装座7设置于所述凹槽内并与所述把芯3通过螺钉相连接。

其中，每个所述操纵手柄还包括把芯座4，把芯座4的相邻两端分别与把芯3和侧壁51相连接，且把芯3与把芯座4的连接方向垂直于基座5与把芯座4的连接方向，把芯3为圆柱体结构，外管2的外部套设有把套6，与外管2连在一起动作，且把套6为橡胶把套，外管2与把套6的横截面均为圆形。

上述结构中，所述外管2与所述把芯3间是有间隙的(此间隙可通过在传感器1与传感器安装座7间增加调整垫以调整)，且外管2与把芯3通过所述传感器安装座7与所述传感器1形成一个局部结构，而把芯3相对固定时，当有外力推拉外管2，会引起外管2的微小位移，即把芯3与外管2的间隙变化，由于传感器1为拉压力传感器，因此传感器1受力后，其s型的结构体产生上下两端面相对的会发生极微小变形，这个变形量引起其自身的电阻应变片电桥臂电阻的变化，从而输出变化的信号。

本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置的工作原理如下：

1.当操纵装置处于自然，无人员操作状态时：左右共四个传感器1的输出为零。

2.单手操作操纵手柄

2.1当单手操作操纵手柄时，如左手操作，且不转动把套6及外管2，而手握左侧把套6并且向前推动时，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个正向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但其之差又会在一个设定范围内，此时被控移动平台或台车以不同的速度直线前进。

2.2如果仍是左手单手操作操纵手柄，不有意转动把套6及外管2，而手握左侧把套6而左手向后拉动，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个负向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但其之差又会在一个范围内，此时被控移动平台或台车以不同的速度直线后退。

2.3如果仍是左手单手操作操纵手柄，但在向前推动把套6及外管2的同时，有意扭转两者，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个正向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但此时两个信号的差值会超出一个设定范围，此时，被控移动平台或台车以不同的速度或左转前进或右转前进。

2.4如果仍是左手单手操作操纵手柄，但在向后推动把套6及外管2的同时，有意扭转两者，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个负向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但此时两个信号的差值会超出一个设定范围，此时，被控移动平台或台车以不同的速度或左转后退或右转后退。

2.5单右手操作操纵手柄时，与单左手操作过程与结果类似。

3.双手操作操纵手柄

3.1当双手同时操作操纵手柄，如双手同时向前推动操纵手柄，此时如果双手的推力大小差别在设定范围内，则被控设备或车辆直线前进；如推力大小差别超出设定范围，则被控移动平台或台车转弯前进。双手后拉时，操作方式与此类似。

3.2如左手向前推动，右手向后拉动操纵手柄，则被控移动平台或台车原地顺时针转动；反之则逆时针转动。此时因转动半径极小，可以达到在有限范围内快速调整移动平台的目的。

因此，本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置没有方向盘，推杆等大范围移动、转动的部件，避免出现机械结构的磨损，寿命长；通过外管与把芯间间间隙的适当设计，使得其中的拉压传感器可靠的工作在其有效行程范围内，传感器也不会因过载而损坏；结构紧凑，简单有效；操作过程自然、容易，可广泛应用于电动移动平台、医用台车、医用移动平台、医用手术机器人、货运送辆、牵引车、物流搬运车等领域。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，与把芯座4相连接的侧壁51的两对称端分别设置至少一通孔8，螺钉穿过所述通孔8将把芯座4固定于基座5的侧壁51上。本实施例中优选在侧壁51的两个对称端各设置六个通孔8，且分上下两排平行设置，每排三个，且上排三个通孔8与下排三个通孔8的位置分别在同一竖直线上，相应的，在把芯座4上设置与六个通孔8位置相对应的六个螺孔，把芯座4与侧壁51可通过两个螺钉将同一竖直线上的上下两个通孔和螺孔相连接，实现把芯座4与侧壁51的固定，在实际安装过程中，可根据使用环境需要，选择任意一列竖直线上的上下两个通孔8和螺孔进行连接，调整把芯座4与侧壁51的横向连接位置，进而调整操纵手柄与基座5的横向连接位置。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，把芯3与把芯座4螺纹连接，即在把芯3与把芯座4相连接的一端的外部设有螺纹，把芯3旋入把芯座4后，并通过螺母将把芯3与把芯座4锁紧。因此，在不改变操作手柄相对于基座的相对横向位置的前提下，可根据实际应用需求，在圆周方向上调节操纵手柄的朝向。

实施例4

如图1-6，本发明提供的一种基于力传感器的移动平台操纵装置，可用于操作医疗机器人的电动移动平台移动，当医疗机器人手术就位时，因手术室空间布局有限，后侧扶手一般位于角落处，此时，操作者可在扶手偏一边侧，让出扶手正后方的狭小空间，单手操作平台车移动。例如：

当单手操作操纵手柄时，如左手操作，且不转动把套6及外管2，而手握左侧把套6并且向前推动时，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个正向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但其之差又会在一个设定范围内，此时医疗机器人的电动移动平台以不同的速度直线前进。

当左手单手操作操纵手柄，不有意转动把套6及外管2，而手握左侧把套6而左手向后拉动，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个负向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但其之差又会在一个范围内，此时医疗机器人的电动移动平台以不同的速度直线后退。

当左手单手操作操纵手柄，但在向前推动把套6及外管2的同时，有意扭转两者，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个正向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但此时两个信号的差值会超出一个设定范围，此时，医疗机器人的电动移动平台以不同的速度或左转前进或右转前进。

当左手单手操作操纵手柄，但在向后推动把套6及外管2的同时，有意扭转两者，左侧操纵手柄内部的两个拉压传感器1会同时各输出一个负向信号，这两个信号的大小会因施力的大小不同而变化，但此时两个信号的差值会超出一个设定范围，此时，医疗机器人的电动移动平台以不同的速度或左转后退或右转后退。

当使用右手单独操作操纵手柄时，与使用左手单独操作操纵手柄过程与结果类似。

因此，本实施例提供的一种医疗机器人由于具有基于力传感器的移动平台操纵装置，在操作时，并不需要旋转转把等，直接推(拉)即可，在多种操作位置皆可直观的操作，方便快捷。同时克服了机械磨损，操作需移动范围大等技术缺陷，结构紧凑，外观好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。