专利名称：一种遥操作机器人力反馈控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种遥操作机器人力反馈控制系统，特别是一种应用于机器人控制领域的基于空载驱动力回归模型的遥操作机器人力反馈控制系统，属于遥操作机器人力反馈控制系统的改造技术。
背景技术：
20世纪80年代对智能机器人的研究表明，由于机构、控制、人工智能和传感技术水平的限制，在短时间内尚难以研制出能在未知或复杂环境下工作的全自主式智能机器人。然而，随着诸如空间探索(卫星的修理，空间站的维护，月球、火星等行星的勘探)、海洋开发(海洋资源调查，深海打捞，水下电缆修理，海底考古等)以及国防建设(战场、防化、扫雷、救护等)等领域的发展，迫切需要大量工作在危险和危害人体健康等环境下的高级智能机器人。于是，在如此情形下，遥操作机器人技术应运而生。遥操作机器人是指在人的操作下，能够在人难以接近或对人有害的环境中，完成比较复杂操作的一种远距离操作系统。为了使操作者有身临其境的感受，提高遥操作系统的工作性能，需要实时地为操作者提供工作现场的工作信息。其中，力反馈信息是遥操作系统中非常重要的一种信息。在遥操作系统中加入力反馈信息，使操作者产生力觉临场感，有助于操作者准确地了解工作现场及工作对象物体的状况，为准确地实施操作提供判断依据，可极大地提高工作效率。为了使操作者产生力觉临场感，最直接的方法是在机器人的末端安装力传感器，将负载力直接反馈给操作者。但传感器易磨损，且受现场环境因素的影响，检测精度会降低。因此，间接提取负载力具有重要的现实意义。
发明内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种能间接提取遥操作机器人系统的负载力，实现准确实时的力反馈的遥操作机器人力反馈控制系统。本实用新型控制简单方便。本实用新型的技术方案是本实用新型的遥操作机器人力反馈控制系统，包括有位置比较器、从控制器、从机器人、负载、空载驱动力回归模型、力比较器、主控制器、主机器人，其中位置比较器输出主从位置误差信号给从控制器，从控制器输出控制量控制从机器人，从机器人驱动负载，空载驱动力回归模型输出的空载驱动力及从机器人输出的驱动负载的力输入至力比较器，力比较器输出的力差信号传给主控制器，主控制器输出控制量给主机器人。上述空载驱动力回归模型根据从机器人运行时的位移、速度和加速度在线检测空载驱动力。本实用新型的一种的遥操作机器人力反馈控制系统具有以下特点本实用新型控制准确，便捷；可避免直接检测负载力因受测量装置磨损及环境因素影响带来的检测精度降低问题。且本实用新型控制简单，易于实现。本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的遥操作机器人力反馈控制系统。
图I为本实用新型的原理图。
具体实施方式
实施例本实用新型的原理图如图I所示，本实用新型的遥操作机器人力反馈控制系统，包括有位置比较器I、从控制器2、从机器人3、负载4、空载驱动力回归模型5、力比较器6、主控制器7、主机器人8，其中位置比较器I输出主从位置误差信号给从控制器2，从控制器·
2输出控制量控制从机器人3,从机器人3驱动负载4，空载驱动力回归模型5输出的空载驱动力及从机器人3输出的驱动负载4的力输入至力比较器6，力比较器6输出的力差信号传给主控制器7，主控制器7输出控制量给主机器人8，使其产生作用于操纵者的反馈力。本实施例中，上述空载驱动力回归模型5根据从机器人3运行时的位移、速度和加速度在线检测空载驱动力。本实用新型的工作原理如下位置比较器I输出主从位置误差信号给从控制器2，从控制器2输出控制量控制从机器人3以驱动负载4 ;同时，空载驱动力回归模型5根据从机器人3运行时的位移、速度和加速度在线检测出空载驱动力，力比较器6将驱动负载4的力与空载驱动力回归模型5输出的空载驱动力的力差信号输出给主控制器7，当力差大于设定值时，主控制器7输出控制量给主机器人8，主机器人8产生作用于操纵者的反馈力，使操作者产生力觉临场感，当力差小于设定值时，主机器人8不产生反馈力给操作者。
权利要求1.一种遥操作机器人力反馈控制系统，其特征在于包括有位置比较器(I)、从控制器(2)、从机器人(3)、负载(4)、空载驱动力回归模型(5)、力比较器(6)、主控制器(7)、主机器人(8)，其中位置比较器(I)输出主从位置误差信号给从控制器(2)，从控制器(2)输出控制量控制从机器人(3)，从机器人(3)驱动负载(4)，空载驱动力回归模型(5)输出的空载驱动力及从机器人(3)输出的驱动负载(4)的力输入至力比较器(6)，力比较器(6)输出的力差信号传给主控制器(7 )，主控制器(7 )输出控制量给主机器人(8 )。
2.根据权利要求I所述的遥操作机器人力反馈控制系统，其特征在于上述空载驱动力回归模型(5)根据从机器人(3)运行时的位移、速度和加速度在线检测空载驱动力。
专利摘要本实用新型是一种遥操作机器人力反馈控制系统。包括有位置比较器(1)、从控制器(2)、从机器人(3)、负载(4)、空载驱动力回归模型(5)、力比较器(6)、主控制器(7)、主机器人(8)，其中位置比较器(1)输出主从位置误差信号给从控制器(2)，从控制器(2)输出控制量控制从机器人(3)，从机器人(3)驱动负载(4),空载驱动力回归模型(5)输出的空载驱动力及从机器人(3)输出的驱动负载(4)的力输入至力比较器(6)，力比较器(6)输出的力差信号传给主控制器(7)，主控制器(7)输出控制量给主机器人(8)。本实用新型控制系统能实现准确实时的力反馈。本实用新型的控制简单方便。
文档编号G05D15/01GK202711088SQ20122042386
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者李笑, 王超 申请人:广东工业大学