[发明专利]一种七自由度力反馈手控器测控系统

权利要求书

1.一种七自由度力反馈手控器测控系统，包括：微处理器模块(1)、通讯接口模块(4)及电源模块(5)，其特征在于，在微处理器模块(1)上分别连接有位置检测模块(2)和力反馈模块(3)，所述位置检测模块(2)包括含有第一至第七光电编码盘的光电编码电路(201)、含有第一至第七光耦合器的第一光电隔离电路(202)、含有第一至第三计数器的脉冲计数电路(203)及含有第一至第四D触发器的鉴相电路(204)，所述光电编码电路(201)中的7个光电编码盘分别用于接收七自由度力反馈手控器的7个自由度的位置信号，且每个光电编码盘产生A相脉冲信号和B相脉冲信号，第一至第七光电编码盘产生的7路A相脉冲信号分别通过第一至第七光耦合器传送至第一至第三计数器，脉冲计数电路(203)的输出端和控制端与微处理器模块(1)的计数数据端口和计数控制端口相连，第一至第七光电编码盘产生的7路A相脉冲信号和7路B相脉冲信号分别通过第一至第七光耦合器传送至第一至第四D触发器，鉴相电路(204)的输出端与微处理器模块(1)的方向数据端口相连，所述力反馈模块(3)包括含有第一至第四非门的反相电路(301)，含有第八至第九光耦合器的第二光电隔离电路(302)，含有第一至第二D/A转换器的D/A转换电路(303)，含有第一至第七电机驱动器的电机驱动电路(304)，含有第一至第七直流电机的电机组(305)，所述的反向电路(301)中的4个非门的输入端分别与微处理器模块(1)的力反馈数据输出端和力反馈控制输出端相连，第一至第四非门的4个输出端分别通过第八至第九光耦合器传送至第一至第二D/A转换器，第一至第二D/A转换器的14个输出端分别通过第一至第七电机驱动器传送至第一至第七直流电机，第一至第七直流电机通过堵转方式为手控器的各个自由度提供反馈力/力矩。

2.根据权利要求1所述的七自由度力反馈手控器测控系统，其特征在于所述的光电编码电路(201)中第一至第七光电编码盘(Encoder1-Encoder7)选用增量式光电编码盘，光电隔离电路(202)中第一至第七光耦合器(U2-1-U2-7)选用双路高速光耦HCPL-2630，脉冲计数电路(203)中计数器选用8254芯片，第一电平转换器选用SN74CBTD3384芯片，鉴相电路(204)中鉴相器选用D触发器7474芯片，第二电平转换器选用SN74CBTD3384芯片，光电编码电路(201)中第一至第七光电编码盘(Encoder1-Encoder7)分别与电机组(305)中第一至第七直流电机的输出轴(Motor_Shaft1-Motor_Shaft7)相连，第一至第七光电编码盘(Encoder1-Encoder7)的A、B相脉冲输出端分别与光电隔离电路(202)中第一至第七光耦合器(U2-1-U2-7)的发光管的两个负极相连，第一至第七光耦合器的输出端分别连接一个连接上拉电阻，第一至第七光耦合器(U2-1-U2-7)的电源端与D+5V电源相连，光电隔离电路(202)中第一至第三光耦合器(U2-1-U2-3)的第一输出端分别与脉冲计数电路(203)中第一计数器(U2-8)的第一至第三脉冲输入端相连，第四至第六光耦合器(U2-4-U2-6)的第一输出端分别与脉冲计数电路(203)中第二计数器(U2-9)的第一至第三脉冲输入端相连，第七光耦合器(U2-1-U2-3)的第一输出端与脉冲计数电路(203)中第三计数器(U2-10)的第一脉冲输入端相连，脉冲计数电路(203)中第一至第三计数器(U2-8、U2-9、U2-10)的数据端口并联，并通过第一电平转换器(U2-11)与微处理器模块(1)的计数数据端口相连，脉冲计数电路(203)中第一至第三计数器(U2-8、U2-9、U2-10)的写信号端口和读信号端口分别并联，并通过第一电平转换器(U2-11)与微处理器模块(1)的计数控制端口相连，脉冲计数电路(203)中第一至第三计数器(U2-8、U2-9、U2-10)的地址信号线和片选信号线与微处理器模块(1)的计数控制端口相连，第一光电隔离电路(202)中第一至第七光耦合器(U2-1-U2-7)的第一、第二输出端分别与鉴相电路(204)中第一至第四D触发器(U2-12-U2-15)的输入端相连，鉴相电路(204)中第一至第四D触发器(U2-12-U2-15)的7个输出端分别通过第二电平转换器与微处理器模块(1)的方向数据输入端口相连。