[发明专利]一种带虚拟约束力的遥操作系统控制方法

权利要求书

1.一种带虚拟约束力的遥操作系统控制方法，包括以下步骤：

主机器人操作从机器人移动到目标物的一定范围内时，将此时从机器人末端执行器实际位置B与任务位置A的位置差映射至主机器人端；

通过虚拟弹簧产生虚拟力信号，该力信号反馈到主机器人并经过主机器人形成虚拟约束力

以所述虚拟约束力约束操作者的操作；

所述虚拟约束力满足表达式：

其中，F_x，F_y，F_z为虚拟约束力的三维分量；H＝diag[β β β]为主机器人三维任务空间中末端执行器实际位置C到任务位置D之间的虚拟弹簧刚度系数矩阵，β为虚拟弹簧的刚度系数。

2.根据权利要求1所述的一种带虚拟约束力的遥操作系统控制方法，其特征在于，所述虚拟约束力表示为：

所述一定范围内是指从机器人末端执行器实际位置B与任务位置A的位置差大于以任务位置A为中心的区域范围L，小于设定的以任务位置为中心最大区域范围L₁，即：

3.根据权利要求2所述的一种带虚拟约束力的遥操作系统控制方法，其特征在于，所述实际位置B表达式为：

其中，为从机器人末端执行器实际位置B的三维坐标。

4.根据权利要求1所述的一种带虚拟约束力的遥操作系统控制方法，其特征在于，所述实际位置C的表达式为：

其中：为主机器人末端执行器实际位置C的三维坐标；

记为从机器人任务位置A的三维坐标，其表达式为:

主机器人和从机器人在X/Y/Z轴方向上的实际位置与任务位置满足关系：

其中，k₁,k₂,k₃为任务空间映射匹配比例因子，α₁，α₂，α₃为任务空间映射时的位置冗余量。