[发明专利]航天器机械臂柔性随动控制方法

摘要

本发明公开了一种航天器机械臂柔性随动控制方法，通过直接用人手作用于安装在机械臂末端的负载，控制系统根据人手的施力情况，采用一定的控制算法控制机械臂产生动作，使其末端随人手运动，采用这种方法产生的理想效果是机械臂末端负载按照操作者的意图跟随人手运动，近似相当于人对悬浮在空中的物体进行操作，这样人可以按照日常形成的操作物体的习惯，对机械臂末端负载直观地进行位姿调整。本发明的方法将机械臂稳定可靠、精度高的特点，与人观察、操作的灵活性相结合，适用于航天器复杂多变的装配工况。

主权项

航天器机械臂的柔性随动控制方法，包括如下步骤：1)在机械臂末端法兰与负载之间或者在负载附近便于操作的位置设置六维力传感器，六维力传感器与机械臂的控制系统进行电连接；2)六维力传感器感测作用在其上的力与力矩信息并传送给控制系统，在机械臂末端法兰与夹具之间设置六维力传感器的情况下，控制系统利用航天器机械臂柔性随动控制重力补偿方法，得到外力作用产生的力与力矩在六维力传感器自身坐标系下的分量；在负载附近位置设置六维力传感器，六维力传感器不承受负载重力的情况下，控制系统不需要重力补偿即可得到外力作用产生的力与力矩在六维力传感器自身坐标系下的分量；3)控制系统通过坐标转换计算，将步骤2)得到的外力在六维力传感器自身坐标系下的力与力矩信息转换，得到外力作用产生的力与力矩在机械臂基坐标系下的作用分量；4)根据步骤3)得到的机械臂基坐标系下外力作用产生的力与力矩信息，控制机械臂运动，使负载产生移动或转动，其中移动的方向与外力作用的力的方向相同，移动的加速度、速度、距离等根据外力作用的力的大小进行综合控制，转动方向与外力作用的力矩的方向相同，转动的角加速度、角速度、角度根据外力作用的力矩的大小进行综合控制，最终达到柔性随动的效果。