專利名稱：空間機械手遙操作指令安全檢測與修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械手控制領(lǐng)域，具體涉及一種空間機械手遙操作指令速度超限檢測及修正方法。
背景技術(shù)：
在未來的空間活動中，將有大量的空間生產(chǎn)、空間加工、空間裝配、空間維護和修理工作進行。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器人。在遙操作遠端機械手過程中，遠端機械手的運動都是由主手發(fā)送指令來驅(qū)動的。空間機械手遙操作中最主要的問題是空間與地面通訊中的時間延遲以及有限的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。時延對空間機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。同時在存在時延下，即使操作者完成簡單工作也需要比無時延情況下長的多的時間，這是由于操作者為避免系統(tǒng)不穩(wěn)定，必須采取“運動-等待”的階段工作方式。尤其當(dāng)回路時延較大時，對操作者影響非常明顯。這種情況下對遙操作指令進行速度檢測和修正顯得尤為必要。另外，搭載在本體上的機械手的運動會對基座航天器產(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，如果機械手笛卡爾空間或關(guān)節(jié)空間運動速度較大，這種影響更加明顯，所以對遙操作指令速度進行超限檢測并加以修正是非常必要的。機械手臂的高速運動往往會激勵起彈性結(jié)構(gòu)的振動，而且輕型結(jié)構(gòu)的機械手，彈性變形量大，也會產(chǎn)生低頻振動，這不僅影響了機械臂的末端定位精度，還可能影響整個機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同樣需要對主手發(fā)出的指令進行檢測和修正，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)明提出一種空間機械手遙操作指令安全檢測與修正方法，通過反復(fù)檢測限幅得到安全的指令，能夠盡量減小時延影響，使機械手運動速度限定在一定范圍、振動較小同時保證操作的安全性。技術(shù)方案一種空間機械手遙操作指令安全檢測與修正方法，其特征在于步驟如下步驟1:首先獲取當(dāng)前時刻指令，如果當(dāng)前時刻指令為位姿指令(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時刻笛卡爾空間位置，(a t, β t, Yt)為t時刻歐拉角，β t為t時刻關(guān)節(jié)角；計算笛卡爾空間位置進動量為
權(quán)利要求
1. 一種空間機械手遙操作指令安全檢測與修正方法，其特征在于步驟如下步驟1:首先獲取當(dāng)前時刻指令，如果當(dāng)前時刻指令為位姿指令(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時刻笛卡爾空間位置，(a t，^t, yt)為t時刻歐拉角，β t為t時刻關(guān)節(jié)角；計算笛卡爾空間位置進動量為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間機械手遙操作指令安全檢測與修正方法，對發(fā)令端指令分別在笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間進行速度檢測，如果速度超出限定閾值，在笛卡爾空間進行限幅后再次超限檢測及限幅，直到滿足要求為止。通過限幅可以減小機械手運動引起的振動，保證機械手定位精度。并且保持規(guī)劃路徑笛卡爾空間的一致性。本發(fā)明提到的空間機械手為自由飛行機器人，位置和姿態(tài)相對于基座安裝坐標系。
文檔編號B25J19/00GK103056872SQ20131001328
公開日2013年4月24日 申請日期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 申請人:西北工業(yè)大學(xué)