[发明专利]空间机械手遥操作指令安全检测与修正方法

说明书

技术领域

本发明属于机械手控制领域，具体涉及一种空间机械手遥操作指令速度超限检测及修正方法。

背景技术

在未来的空间活动中,将有大量的空间生产、空间加工、空间装配、空间维护和修理工作进行。这样大量的工作不可能仅仅依靠宇航员完成,必须充分利用空间机器人。在遥操作远端机械手过程中，远端机械手的运动都是由主手发送指令来驱动的。空间机械手遥操作中最主要的问题是空间与地面通讯中的时间延迟以及有限的数据传输带宽。时延对空间机器人最大的影响是使连续遥操作闭环反馈控制系统变得不稳定。同时在存在时延下，即使操作者完成简单工作也需要比无时延情况下长的多的时间，这是由于操作者为避免系统不稳定，必须采取“运动-等待”的阶段工作方式。尤其当回路时延较大时，对操作者影响非常明显。这种情况下对遥操作指令进行速度检测和修正显得尤为必要。另外，搭载在本体上的机械手的运动会对基座航天器产生反作用力和力矩，引起基座航天器位置和姿态发生变化，如果机械手笛卡尔空间或关节空间运动速度较大，这种影响更加明显，所以对遥操作指令速度进行超限检测并加以修正是非常必要的。机械手臂的高速运动往往会激励起弹性结构的振动，而且轻型结构的机械手，弹性变形量大，也会产生低频振动，这不仅影响了机械臂的末端定位精度，还可能影响整个机器人系统的稳定性，同样需要对主手发出的指令进行检测和修正，确保任务可以安全执行。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种空间机械手遥操作指令安全检测与修正方法，通过反复检测限幅得到安全的指令，能够尽量减小时延影响，使机械手运动速度限定在一定范围、振动较小同时保证操作的安全性。

技术方案

一种空间机械手遥操作指令安全检测与修正方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：首先获取当前时刻指令，如果当前时刻指令为位姿指令(X_t,Y_t,Z_t,α_t,β_t,γ_t)，逆解出相应的关节角指令(θ_1t,θ_2t,θ_3t,θ_4t,θ_5t,θ_6t)，如果当前时刻指令为关节角指令，正解出相应的位姿指令；其中：(X_t,Y_t,Z_t)为t时刻笛卡尔空间位置，(α_t,β_t,γ_t)为t时刻欧拉角，θ_t为t时刻关节角；

计算笛卡尔空间位置进动量为：ΔP=(Xt-Xt-1)2+(Yt-Yt-1)2+(Zt-Zt-1)2;]]>