[发明专利]用于遥操作并联机械手的主从双向控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种用于遥操作并联机械手的主从双向控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、构建机械手的主从双向控制系统；

S2、通过主端机械手对从端机械手进行主动正向控制，具体包括以下步骤：

S21、操作所述主端机械手上的操作手柄，通过力传感器检测施加到所述操作手柄上的主端力F_m，并将获得的所述主端力F_m信号经过第一A/D转换器及第一放大电路转换放大后输入至第一比较器中；

S22、通过从端机械手中操作手柄上的力传感器检测到所述操作手柄末端所产生的从端力F_s，并将获得的所述从端力F_s信号经过第二A/D转换器转换后输入至所述第一比较器中；

S23、通过所述第一比较器对所述主端力F_m及从端力F_s信号进行比较处理，并将比较后的数据输送至力调整器中；

S24、所述力调整器对步骤S23中获得的数据进行处理后输送至从端控制器中，且所述从端控制器将数据转换为速度信号输送至自锁控制器中；

S25、所述自锁控制器输出的速度信号经过第一D/A转换器转换后输送至所述从端机械手中的伺服电机中，且所述伺服电机驱动所述从端机械手动作，能使得所述从端机械手中操作手柄的末端能达到所需的从端力；

S3、通过所述从端机械手对所述主端机械手进行从动反向控制，具体包括以下步骤：

S31、操作所述主端机械手上的操作手柄，通过编码器测量所述主端机械手所产生的主端关节位移x_m，并将获得的所述主端关节位移x_m信号经过第三A/D转换器、第二放大电路以及逆运动学处理器转换放大处理后输入至第二比较器中；

S32、通过所述从端机械手中的编码器测量到所述从端机械手所产生的从端关节位移x_s，并将获得的所述从端关节位移x_s信号经过第四A/D转换器转换后输入至所述第二比较器中；

S33、通过所述第二比较器对所述主端关节位移x_m及从端关节位移x_s进行比较处理，获得关节位移控制信号e_q；

S34、将步骤S33中获得的所述关节位移控制信号e_q经过增益矩阵处理后输送至主端控制器；

S35、所述主端控制器发出控制信号并经过第二D/A转换器转换后输送至所述主端机械手中的伺服电机中，且所述伺服电机驱动所述主端机械手动作，能使得所述主端机械手能达到所需的主端关节位移。

2.根据权利要求1所述的用于遥操作并联机械手的主从双向控制方法，其特征在于，步骤S24中，所述自锁控制器通过所述主端机械手和从端机械手产生的力信号控制所述从端机械手的速度，具体控制方法为：当所述主端力F_m小于所述从端力F_s时，所述从端机械手锁定；当所述主端力F_m大于所述从端力F_s时，判断所述主端机械手的主端力F_m方向是否与所述从端机械手的从端期望速度V_e方向一致，若所述主端力F_m的方向与所述从端期望速度V_e的方向相同，即F_m·V_e＞0时，所述从端机械手的控制速度V_s＝V_e，若所述主端力F_m的方向与所述从端期望速度V_e的方向相反，即F_m·V_e≤0时，所述从端机械手的控制速度V_s＝0。

3.一种实现权利要求1或者2所述的用于遥操作并联机械手的主从双向控制方法的控制系统，其特征在于，其包括主端机械手、计算机控制单元和从端机械手，所述主端机械手和从端机械手之间通过所述计算机控制单元通讯连接，且所述计算机控制单元包括主端控制器、增益矩阵、力调整器、从端控制器和自锁控制器，且所述主端控制器与所述增益矩阵通讯连接，所述力调整器、从端控制器及所述自锁控制器通讯连接。