[发明专利]一种具有力反馈的主从式控制系统

摘要

本发明涉及一种具有力反馈的主从式控制系统，包括依次连接的视觉显示单元、控制器单元和手动触觉设备；所述的视觉显示单元包括相互连接的虚拟机械臂模型和虚拟环境模型，所述的控制器单元包括主控制器以及分别与主控制器连接的DA板卡和计数器板卡，所述的手动触觉设备包括直流电机、电机驱动器、旋转手柄和编码器，所述的编码器安装在直流电机上，并与计数器板卡连接，所述的旋转手柄与直流电机的电机轴连接，所述的DA板卡通过电机驱动器与直流电机连接；与现有技术相比，本发明具有结构简单、实施方便、体验感强等优点。

主权项

一种具有力反馈的主从式控制系统，其特征在于，包括依次连接的视觉显示单元、控制器单元和手动触觉设备；所述的视觉显示单元包括相互连接的虚拟机械臂模型和虚拟环境模型，所述的控制器单元包括主控制器以及分别与主控制器连接的DA板卡和计数器板卡，所述的手动触觉设备包括直流电机、电机驱动器、旋转手柄和编码器，所述的编码器安装在直流电机上，并与计数器板卡连接，所述的旋转手柄与直流电机的电机轴连接，所述的DA板卡通过电机驱动器与直流电机连接；用户通过旋转旋转手柄，带动直流电机的电机轴发生旋转运动，并通过编码器记录，所述主控制器通过读取计数器板卡上的脉冲信号，来确定用户操作手动触觉设备的输入位移量，并计算出虚拟机械臂模型运动的位移量；同时，主控制器根据虚拟机械臂模型与虚拟环境模型的接触位移量以及设计好的刚度值，计算出接触力大小，并通过DA板卡将作用力信号转变为输送给电机驱动器的电压值，经过电机驱动器变换后，最终将驱动电流值输送给直流电机，实现电机轴旋转，并带动旋转手柄实现与操作者反方向的旋转运动，使得操作者感觉到虚拟作用力。