一种轮式止动的力反馈控制方法、装置和可穿戴设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轮式止动的反馈控制方法、装置和可穿戴设备，属于智能操作技术领域，实现精细化遥控动作；操纵端通过力反馈装置采集因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息，控制执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作，接收执行操纵动作时所述动作执行装置感应的接触压力；根据操纵压力、接触压力大小以及相互关系，使用轮式止动机构，控制力反馈装置跟随操纵动作运动或停止跟随操纵动作运动。本发明专利技术实现了控制与感知的双向同步，提高了遥操控的临场沉浸感，大幅提高了遥操作的动作精度和实时程度，使人员操作准确性、实时性、容错性大为提升。

A Force Feedback Control Method, Device and Wearable Equipment for Wheel Stop

【技术实现步骤摘要】
一种轮式止动的力反馈控制方法、装置和可穿戴设备
本专利技术涉及智能操作
，尤其是一种轮式止动的反馈控制方法、装置和可穿戴设备。
技术介绍
现有随动遥操作设备通常通过采集操作端关节角度参数，实现对遥控端关节运动的控制，但在执行一些精细微关节动作时，由于操作者无法及时感知执行端的受力情况，导致无法及时准确的发出正确的控制指令，造成执行端在进行精细动作时，容易发生破坏被执行物品或执行接触力未达到要求值的情况。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种轮式止动的反馈控制方法、装置和可穿戴设备，基于力反馈和轮式止动对精细化遥控动作进行控制，克服了操作端无法让操作者精确、及时感知执行端受力情况导致的操控失误破坏被执行物品或执行接触力未达到要求值的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，提供了一种轮式止动的力反馈控制方法，包括：操纵端的力反馈装置跟随操纵动作运动，采集因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息，发送到操纵端的控制器；操纵端的控制器将产生包含姿态、速度及加速度在内的信息发送到执行端，控制执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作，接收执行操纵动作时所述动作执行装置感应的接触压力；所述控制器根据所述操纵压力、接触压力大小以及相互关系，输出解锁指令或锁止指令到所述力反馈装置的轮式止动机构，解锁所述轮式止动机构，使力反馈装置跟随操纵动作运动，或锁止所述轮式止动机构，使力反馈装置停止跟随操纵动作运动。进一步地，所述力反馈装置包括支撑座、随动杆和轮式止动机构；所述支撑座与所述随动杆铰接；所述随动杆上设置有姿态、速度、加速度以及压力传感器，感应因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息；所述轮式止动机构包括止动轮、止动推杆和推动器；所述推动器固定在所述支撑座上，并与所述止动推杆连接，用于在锁止指令的控制下，使止动推杆伸出；在解锁指令的控制下，使止动推杆收回；所述止动推杆，在伸出时，锁止止动轮；在收回时，释放止动轮；所述止动轮固定在所述随动杆上，当所述止动轮处于释放状态时，所述止动轮跟随所述随动杆的转动旋转；当处于锁止状态时，所述止动轮被所述止动推杆锁止，从而限制与其固定的随动杆随操纵动作转动。进一步地，当所述控制器接收的操纵压力小于第一压力阈值或为0时，所述遥控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出卡锁所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作转动；当所述控制器接收的操纵压力不小于第一压力阈值时，比较所述操纵压力与因操纵产生的、对应的接触压力大小；如果操纵压力不大于接触压力，所述控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出锁止所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作运动；如果操纵压力增大，在超过所述接触压力后，仍持续增大，所述控制器输出解锁指令到所述推动器，使所述止动推杆收回释放所述止动轮，使所述随动杆随操纵动作运动。进一步地，所述随动杆上设置的压力传感器包括A向操纵压力传感器和B向操纵压力传感器；所述执行端与所述随动杆对应的动作杆上对应安装有A向接触压力传感器和B向接触压力传感器，A向为与所述操纵动作运动一致的方向，B向为与所述操纵动作运动相反的方向。进一步地，当所述A向操纵压力传感器和B向操纵压力传感器的压力值都小于第二压力阈值时，所述控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出锁止所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作运动。进一步地，当所述A向操纵压力传感器的压力值大于与之对应的A向接触压力传感器的压力值，且所述B向操纵压力传感器的压力值小于第三压力阈值或为0时，所述控制器输出解锁指令到所述推动器，使所述止动推杆收回释放所述止动轮，使所述随动杆随操纵动作向A向运动；当所述对应的A向接触压力传感器的压力值增加，直至等于所述A向操纵压力传感器的压力值时，所述控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出锁止所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作运动。进一步地，当所述A向操纵压力传感器的压力值等于与之对应的A向接触压力传感器的压力值，且所述止动轮锁止时，如果所述A向操纵压力传感器的压力值持续增大，超过之对应的A向接触压力传感器的压力值，所述控制器输出解锁指令到所述推动器，使所述止动推杆收回释放所述止动轮，使所述随动杆随操纵动作继续向A向运动。进一步地，当所述A向操纵压力传感器的压力值等于与之对应的A向接触压力传感器的压力值，且所述止动轮锁止时，如果所述B向操纵压力传感器的压力值持续增大，且所述A向操纵压力传感器的压力值减小，所述控制器输出解锁指令到所述推动器，使所述止动推杆收回释放所述止动轮，使所述随动杆随操纵动作向B向运动；在向B向运动过程中，当所述对应的B向接触压力传感器的压力值增加，直至等于所述B向操纵压力传感器的压力值时，所述控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出锁止所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作运动。另一方面，提供了一种轮式止动式的反馈控制装置，包括操纵端和执行端；所述操纵端，实施如上述基于轮式止动的力反馈控制方法，操纵执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作。另一方面，还提供了一种可穿戴遥控制设备，包括至少一个上述的轮式止动式的反馈控制装置。本专利技术有益效果如下：与现有技术相比，本专利技术根据操纵压力、接触压力的大小以及相互关系，将遥操纵机器的受力状况反馈给操纵人员，使操纵人员能够精确操纵机器，实现了控制与感知的双向同步，提高了遥操控的临场沉浸感，大幅提高了遥操作的动作精度和实时程度，克服了操作端无法让操作者精确、及时感知执行端受力情况导致的操控失误破坏被执行物品或执行接触力未达到要求值的问题；采用的轮式止动机构，体积小、重量轻，反应机敏，与联动机构契合良好，控制效率高，具有很好的实用性和便捷性，提高了人机功效。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本实施例一中的轮式止动的力反馈控制方法流程图；图2为本实施例一、二中的力反馈装置组成连接示意图；图3为本实施例一、二中的力反馈装置组成连接示意图；图4为本实施例一、二中的动作执行装置组成连接示意图；图5为本实施例一、二中的动作执行装置组成连接示意图；图6为本实施例三中的驱动装置组成连接示意图；图7为本实施例三中的被驱动的机器肢体组成连接示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。实施例一、本实施例公开了一种轮式止动的力反馈控制方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S101、操纵端的力反馈装置跟随操纵动作运动，采集因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息，发送到操纵端的控制器；步骤S102、操纵端的控制器将产生包含姿态、速度及加速度在内的信息发送到执行端，控制执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作，接收执行操纵动作时感应的接触压力；步骤S103、操纵端的控制器根据所述操纵压力、接触压力大小以及相互关系，输出解锁指令或锁止指令到所述力反馈装置的轮式止动机构，解锁所述轮式止动机构，使力反馈装置跟随操纵动作运动，或锁止所述轮式止动机构，使力反馈装置停止跟随操纵动作运动。优选的，本实施例中的力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式止动的力反馈控制方法，其特征在于，包括：操纵端的力反馈装置跟随操纵动作运动，采集因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息，发送到操纵端的控制器；操纵端的控制器将产生包含姿态、速度及加速度在内的信息发送到执行端，控制执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作，接收执行操纵动作时所述动作执行装置感应的接触压力；所述控制器根据所述操纵压力、接触压力大小以及相互关系，输出解锁指令或锁止指令到所述力反馈装置的轮式止动机构，解锁所述轮式止动机构，使力反馈装置跟随操纵动作运动，或锁止所述轮式止动机构，使力反馈装置停止跟随操纵动作运动。

【技术特征摘要】
1.一种轮式止动的力反馈控制方法，其特征在于，包括：操纵端的力反馈装置跟随操纵动作运动，采集因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息，发送到操纵端的控制器；操纵端的控制器将产生包含姿态、速度及加速度在内的信息发送到执行端，控制执行端的动作执行装置执行相应的操纵动作，接收执行操纵动作时所述动作执行装置感应的接触压力；所述控制器根据所述操纵压力、接触压力大小以及相互关系，输出解锁指令或锁止指令到所述力反馈装置的轮式止动机构，解锁所述轮式止动机构，使力反馈装置跟随操纵动作运动，或锁止所述轮式止动机构，使力反馈装置停止跟随操纵动作运动。2.根据权利要求1所述的力反馈控制方法，其特征在于，所述力反馈装置包括支撑座、随动杆和轮式止动机构；所述支撑座与所述随动杆铰接；所述随动杆上设置有姿态、速度、加速度以及压力传感器，感应因操纵动作而产生的包括姿态、速度、加速度及操纵压力在内的信息；所述轮式止动机构包括止动轮、止动推杆和推动器；所述推动器固定在所述支撑座上，并与所述止动推杆连接，用于在锁止指令的控制下，使止动推杆伸出；在解锁指令的控制下，使止动推杆收回；所述止动推杆，在伸出时，锁止止动轮；在收回时，释放止动轮；所述止动轮固定在所述随动杆上，当所述止动轮处于释放状态时，所述止动轮跟随所述随动杆的转动旋转；当处于锁止状态时，所述止动轮被所述止动推杆锁止，从而限制与其固定的随动杆随操纵动作转动。3.根据权利要求2所述的力反馈控制方法，其特征在于，当所述控制器接收的操纵压力小于第一压力阈值或为0时，所述遥控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出卡锁所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作转动；当所述控制器接收的操纵压力不小于第一压力阈值时，比较所述操纵压力与因操纵产生的、对应的接触压力大小；如果操纵压力不大于接触压力，所述控制器输出锁止指令到所述推动器，使所述止动推杆伸出锁止所述止动轮，限制所述随动杆随操纵动作运动；如果操纵压力增大，在超过所述接触压力后，仍持续增大，所述控制器输出解锁指令到所述推动器，使所述止动推杆收回释放所述止动轮，使所述随动杆随操纵动作运动。4.根据权利要求3所述的力反馈控制方法，其特征在于，所述随动杆上设置的压力传感器包括A向操纵压力传感器和B向操纵压力传感器；所述执行端与所述随动杆对应的动作杆上对应安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，禹继芳，周砚，王昱天，杨子健，姚望，
申请(专利权)人：航天时代电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11