專利名稱：空間機(jī)械手遙操作指令安全檢測(cè)與修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械手控制領(lǐng)域，具體涉及一種空間機(jī)械手遙操作指令速度超限檢測(cè)及修正方法。
背景技術(shù)：
在未來(lái)的空間活動(dòng)中，將有大量的空間生產(chǎn)、空間加工、空間裝配、空間維護(hù)和修理工作進(jìn)行。這樣大量的工作不可能僅僅依靠宇航員完成，必須充分利用空間機(jī)器人。在遙操作遠(yuǎn)端機(jī)械手過(guò)程中，遠(yuǎn)端機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)都是由主手發(fā)送指令來(lái)驅(qū)動(dòng)的。空間機(jī)械手遙操作中最主要的問(wèn)題是空間與地面通訊中的時(shí)間延遲以及有限的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。時(shí)延對(duì)空間機(jī)器人最大的影響是使連續(xù)遙操作閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。同時(shí)在存在時(shí)延下，即使操作者完成簡(jiǎn)單工作也需要比無(wú)時(shí)延情況下長(zhǎng)的多的時(shí)間，這是由于操作者為避免系統(tǒng)不穩(wěn)定，必須采取“運(yùn)動(dòng)-等待”的階段工作方式。尤其當(dāng)回路時(shí)延較大時(shí)，對(duì)操作者影響非常明顯。這種情況下對(duì)遙操作指令進(jìn)行速度檢測(cè)和修正顯得尤為必要。另外，搭載在本體上的機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)基座航天器產(chǎn)生反作用力和力矩，引起基座航天器位置和姿態(tài)發(fā)生變化，如果機(jī)械手笛卡爾空間或關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng)速度較大，這種影響更加明顯，所以對(duì)遙操作指令速度進(jìn)行超限檢測(cè)并加以修正是非常必要的。機(jī)械手臂的高速運(yùn)動(dòng)往往會(huì)激勵(lì)起彈性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，而且輕型結(jié)構(gòu)的機(jī)械手，彈性變形量大，也會(huì)產(chǎn)生低頻振動(dòng)，這不僅影響了機(jī)械臂的末端定位精度，還可能影響整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同樣需要對(duì)主手發(fā)出的指令進(jìn)行檢測(cè)和修正，確保任務(wù)可以安全執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種空間機(jī)械手遙操作指令安全檢測(cè)與修正方法，通過(guò)反復(fù)檢測(cè)限幅得到安全的指令，能夠盡量減小時(shí)延影響，使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)速度限定在一定范圍、振動(dòng)較小同時(shí)保證操作的安全性。技術(shù)方案一種空間機(jī)械手遙操作指令安全檢測(cè)與修正方法，其特征在于步驟如下步驟1:首先獲取當(dāng)前時(shí)刻指令，如果當(dāng)前時(shí)刻指令為位姿指令(Xt，Yt，Zt，at，i3t，Yt)，逆解出相應(yīng)的關(guān)節(jié)角指令(θη，θ2 , θ3 , θ4 , θ5 , 06t)，如果當(dāng)前時(shí)刻指令為關(guān)節(jié)角指令，正解出相應(yīng)的位姿指令；其中(Xt，Yt, Zt)為t時(shí)刻笛卡爾空間位置，(a t, β t, Yt)為t時(shí)刻歐拉角，β t為t時(shí)刻關(guān)節(jié)角；計(jì)算笛卡爾空間位置進(jìn)動(dòng)量為
權(quán)利要求
1. 一種空間機(jī)械手遙操作指令安全檢測(cè)與修正方法，其特征在于步驟如下步驟1:首先獲取當(dāng)前時(shí)刻指令，如果當(dāng)前時(shí)刻指令為位姿指令(xt，Yt, zt, at，i3t，Y t)，逆解出相應(yīng)的關(guān)節(jié)角指令(elt，e2t, e3t, e4t, e5t, ΘΜ)，如果當(dāng)前時(shí)刻指令為關(guān)節(jié)角指令，正解出相應(yīng)的位姿指令；其中(Xt，Yt，Zt)為t時(shí)刻笛卡爾空間位置，(a t，^t, yt)為t時(shí)刻歐拉角，β t為t時(shí)刻關(guān)節(jié)角；計(jì)算笛卡爾空間位置進(jìn)動(dòng)量為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間機(jī)械手遙操作指令安全檢測(cè)與修正方法，對(duì)發(fā)令端指令分別在笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間進(jìn)行速度檢測(cè)，如果速度超出限定閾值，在笛卡爾空間進(jìn)行限幅后再次超限檢測(cè)及限幅，直到滿足要求為止。通過(guò)限幅可以減小機(jī)械手運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)，保證機(jī)械手定位精度。并且保持規(guī)劃路徑笛卡爾空間的一致性。本發(fā)明提到的空間機(jī)械手為自由飛行機(jī)器人，位置和姿態(tài)相對(duì)于基座安裝坐標(biāo)系。
文檔編號(hào)B25J19/00GK103056872SQ20131001328
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者黃攀峰, 齊慶璽, 劉正雄, 孟中杰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)