一种七自由度力反馈手控器测控系统

摘要

本发明公开一种七自由度力反馈手控器测控系统，其特征在于包括微处理器模块、位置检测模块、力反馈模块、通讯接口模块和电源模块。位置检测模块检测手控器的七个自由度的位置信息；力反馈模块为手控器各自由度提供反馈力/力矩；通讯接口模块用于手控器测控系统与计算机之间的通讯，通讯方式包括USB通信和串口通信；功能键为手控器提供复位、扩展行程、记录当前位置信息的功能；电源模块为整个手控器测控系统提供电源。本发明采用增量式光电编码盘测量七自由度手控器的位置信息，采用直流伺服电机为七自由度手控器提供七自由度反馈力/力矩，满足七自由度力反馈遥操作的要求。

主权项

一种七自由度力反馈手控器测控系统，包括：微处理器模块(1)、通讯接口模块(4)及电源模块(5)，其特征在于，在微处理器模块(1)上分别连接有位置检测模块(2)和力反馈模块(3)，所述位置检测模块(2)包括含有第一至第七光电编码盘的光电编码电路(201)、含有第一至第七光耦合器的第一光电隔离电路(202)、含有第一至第三计数器的脉冲计数电路(203)及含有第一至第四D触发器的鉴相电路(204)，所述光电编码电路(201)中的7个光电编码盘分别用于接收七自由度力反馈手控器的7个自由度的位置信号，且每个光电编码盘产生A相脉冲信号和B相脉冲信号，第一至第七光电编码盘产生的7路A相脉冲信号分别通过第一至第七光耦合器传送至第一至第三计数器，脉冲计数电路(203)的输出端和控制端与微处理器模块(1)的计数数据端口和计数控制端口相连，第一至第七光电编码盘产生的7路A相脉冲信号和7路B相脉冲信号分别通过第一至第七光耦合器传送至第一至第四D触发器，鉴相电路(204)的输出端与微处理器模块(1)的方向数据端口相连，所述力反馈模块(3)包括含有第一至第四非门的反相电路(301)，含有第八至第九光耦合器的第二光电隔离电路(302)，含有第一至第二D/A转换器的D/A转换电路(303)，含有第一至第七电机驱动器的电机驱动电路(304)，含有第一至第七直流电机的电机组(305)，所述的反向电路(301)中的4个非门的输入端分别与微处理器模块(1)的力反馈数据输出端和力反馈控制输出端相连，第一至第四非门的4个输出端分别通过第八至第九光耦合器传送至第一至第二D/A转换器，第一至第二D/A转换器的14个输出端分别通过第一至第七电机驱动器传送至第一至第七直流电机，第一至第七直流电机通过堵转方式为手控器的各个自由度提供反馈力/力矩。