[发明专利]带电抢修机器人主从式液压力反馈机械臂控制系统及方法

权利要求书

1.一种带电抢修机器人主从式液压力反馈机械臂控制系统，包括手持终端、嵌入式主手控制器和机械臂控制器，其特征是，所述手持终端包括微处理器I，它分别与人机接口单元和嵌入式主手控制器相连；所述嵌入式主手控制器包括微处理器II，它通过串口与微处理器I连接，微处理器II通过数据总线、地址总线、控制总线与A/D转换器I通信，A/D转换器I与机器人主手各关节处的电位器连接；微处理器II还通过马达驱动器与主手各关节处的力矩马达连接；微处理器II与无线模块I连接；所述机械臂控制器包括微处理器III，微处理器III通过无线模块II与无线模块I通信；同时微处理器III还通过地址总线、数据总线和控制总线与A/D转换器II连接，A/D转换器II则与机械臂各关节处的电位器连接；同时微处理器III还通过数据总线、时钟总线与D/A转换器连接，D/A转换器与液压放大器连接，液压放大器与若干伺服阀连接，每个伺服阀的进回油口安装有压力传感器，压力传感器与微处理器III连接；各伺服阀与相应液压缸连接，液压缸输出轴与机械臂连接。

2.如权利要求1所述的带电抢修机器人主从式力反馈液压机械臂控制系统，其特征是，所述机械臂是7自由度机械臂，压力传感器测量进油口和回油口的差压，反应出机械臂对环境压力的大小和方向；液压源设有电磁阀用来开关液压源。

3.如权利要求2所述的带电抢修机器人主从式力反馈液压机械臂控制系统，其特征是，所述主手为6自由度主手，其上的每个关节转轴处均带有电位器，带5个力矩电机，包括腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰、腕部俯仰、腕部摇摆力矩电机。

4.如权利要求1所述的带电抢修机器人主从式力反馈液压机械臂控制系统，其特征是，所述手持终端的微处理器I通过串口接收发送器MAX3232芯片与串口连接，同时微处理器I还与稳压芯片I、稳压芯片II连接；微处理器I通过逻辑电平转换器与液晶模块和键盘管理模块连接，键盘管理模块与键盘连接。

5.如权利要求1所述的带电抢修机器人主从式力反馈液压机械臂控制系统，其特征是，所述嵌入式主手控制器的微处理器II通过MAX3232I与串口连接，通过MAX3232II与无线模块I连接，通过运动控制模块与电机驱动模块连接，电机驱动模块与连接端子I连接，连接端子I经过I模块与光耦隔离模块I连接，光耦隔离模块I与微处理器II连接；微处理器II与光耦隔离模块II连接，光耦隔离模块II与O模块连接，O模块与连接端子II连接，连接端子II与A/D转换模块连接，A/D转换模块与多路转换器连接，多路转换器与微处理器II连接。

6.如权利要求1所述的带电抢修机器人主从式力反馈液压机械臂控制系统，其特征是，所述机械臂控制器的微处理器III通过MAX3232III与无线模块II连接；微处理器III通过D/A转换模块与伺服阀放大器连接，伺服阀放大器与机械臂的伺服阀连接；微处理器III通过光耦隔离模块与O模块连接，O模块与电磁阀连接；机械臂的各压力传感器通过A/D转换模块I与微处理器III连接；机械臂的各电位器通过A/D转换模块II与微处理器III连接。

7.如权利要求3所述的主手与机械臂的对应方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）所述的主手的电位器采集主手的位置信号；

（2）所述的机械臂的电位器采集机械臂夹持器的位置信号，且将该位置信号通过无线发送模块发送给主手控制器；

（3）主手控制器判断是否接收到机械臂的位置信号，若接收到，转到步骤（4），若没接收到，继续等待；

（4）主手控制器比较主手的位置信号和机械臂的位置信号，若误差不为零，则驱动主手的力矩马达；若误差为零，则转到步骤（5）；

（5）手持设备接收主手控制器发送的信息，手持设备端显示。

8.如权利要求3所述的主手与机械臂的相对应的主从控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）主端的主手控制器发送开始指令，同时从端的机械臂控制器初始化机械臂的压力传感器和电位器；

（2）所述的主手控制器创建主手位置检测线程且所述的机械臂控制器创建夹持器位置控制线程，转到步骤（3）；所述的主手控制器创建力设置线程且所述的机械臂控制器创建压力和加持力检测线程，转到步骤（5）；

（3）所述的主手位置检测线程对主手位置检测并向从端的机械臂控制器发送位置指令，该步骤不断循环；

（4）从端的机械臂控制器接收到主端的位置信号指令，控制夹持器的位置；

（5）机械臂的压力传感器采集力信号，并发送给机械臂控制器，所述机械臂主控制器通过无线通讯模块发送给主手控制器；所述的主手控制器将力信号传递给力矩马达，所述的力矩马达输出力信号给操作者，并且主手控制器将力信号发送给手持终端。