[发明专利]一种外骨骼机械臂的控制系统及方法在审

专利信息
申请号: 201810558585.7 申请日: 2018-06-01
公开(公告)号: CN108748147A 公开(公告)日: 2018-11-06
发明(设计)人: 王学谦;杨爽;梁斌;朱晓俊;刘厚德 申请(专利权)人: 清华大学深圳研究生院
主分类号: B25J9/16 分类号: B25J9/16;B25J9/00
代理公司: 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 代理人: 方艳平
地址: 518055 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要: 发明公开了一种外骨骼机械臂的控制系统及方法,其中该控制系统设置于空间遥操作系统中,包括电机状态反馈模块、力矩信息模块、轨迹生成模块和虚拟分解控制模块,电机状态反馈模块采集当前时刻外骨骼机械臂的各个关节的电机的位置和速度信息;力矩信息模块采集并处理外骨骼机械臂的末端的六维力矩信息以得到操作者的运动意图;轨迹生成模块根据操作者的运动意图计算下一时刻各个关节的电机的期望位置和期望速度信息;虚拟分解控制模块根据下一时刻各个关节的电机的期望位置和期望速度信息计算外骨骼机械臂的各个关节的控制力矩,以控制外骨骼机械臂跟随操作者运动。本发明可适用于多自由度外骨骼机械臂,适用性好,大大提高人机交互体验。
搜索关键词: 机械臂 外骨骼 控制系统 力矩信息 速度信息 关节 电机状态反馈 轨迹生成模块 电机 控制模块 模块采集 期望位置 运动意图 虚拟 遥操作系统 分解 多自由度 控制力矩 人机交互 期望 六维
【主权项】:
1.一种外骨骼机械臂的控制系统,其特征在于,所述控制系统设置于空间遥操作系统中,所述空间遥操作系统还包括外骨骼机械臂、空间多自由度机器人和数据处理模块,所述外骨骼机械臂的控制系统分别与所述外骨骼机械臂、所述空间多自由度机器人和所述数据处理模块连接,所述空间多自由度机器人和所述数据处理模块相互连接,其中:所述外骨骼机械臂的控制系统包括电机状态反馈模块、力矩信息模块、轨迹生成模块和虚拟分解控制模块,其中所述电机状态反馈模块分别与所述力矩信息模块、所述轨迹生成模块和所述虚拟分解控制模块连接,所述电机状态反馈模块用于采集当前时刻所述外骨骼机械臂的各个关节的电机的位置信息和速度信息;所述力矩信息模块用于采集并处理所述外骨骼机械臂的末端的六维力矩信息以得到操作者的运动意图;所述轨迹生成模块用于根据所述操作者的运动意图计算得到下一时刻所述外骨骼机械臂的各个关节的电机的期望位置信息和期望速度信息;所述虚拟分解控制模块用于根据下一时刻所述外骨骼机械臂的各个关节的电机的期望位置信息和期望速度信息计算得到所述外骨骼机械臂的各个关节的控制力矩,以用于控制所述外骨骼机械臂跟随所述操作者运动。
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