[實用新型]一種七自由度力反饋機器人遙操作手控器測控電路

有效

• 申請號: 201220142900.6
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN203092570U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 宋愛國;吳常鋮;崔建偉;吳涓;曹寅;朱澄澄;李會軍;徐寶國
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

一種七自由度力反饋機器人遙操作手控器測控電路，包括：微處理器模塊（1）、通訊接口模塊（4）及電源模塊（5），其特征在于，在微處理器模塊（1）上分別連接有位置檢測模塊（2）和力反饋模塊（3），所述位置檢測模塊（2）包括含有第一至第七光電編碼盤的光電編碼電路（201）、含有第一至第七光耦合器的第一光電隔離電路（202）、含有第一至第三計數器的脈沖計數電路（203）及含有第一至第四D觸發器的鑒相電路（204），所述光電編碼電路（201）中的7個光電編碼盤分別用于接收七自由度力反饋手控器的7個自由度的位置信號，且每個光電編碼盤產生A相脈沖信號和B相脈沖信號，第一至第七光電編碼盤產生的7路A相脈沖信號分別通過第一至第七光耦合器傳送至第一至第三計數器，脈沖計數電路（203）的輸出端和控制端與微處理器模塊（1）的計數數據端口和計數控制端口相連，第一至第七光電編碼盤產生的7路A相脈沖信號和7路B相脈沖信號分別通過第一至第七光耦合器傳送至第一至第四D觸發器，鑒相電路（204）的輸出端與微處理器模塊（1）的方向數據端口相連，所述力反饋模塊（3）包括含有第一至第四非門的反相電路（301），含有第八至第九光耦合器的第二光電隔離電路（302），含有第一至第二D/A轉換器的D/A轉換電路（303），含有第一至第七電機驅動器的電機驅動電路（304），含有第一至第七直流電機的電機組（305），所述的反向電路（301）中的4個非門的輸入端分別與微處理器模塊（1）的力反饋數據輸出端和力反饋控制輸出端相連，第一至第四非門的4個輸出端分別通過第八至第九光耦合器傳送至第一至第二D/A轉換器，第一至第二D/A轉換器的14個輸出端分別通過第一至第七電機驅動器傳送至第一至第七直流電機，第一至第七直流電機通過堵轉方式為手控器的各個自由度提供反饋力/力矩。?

根據權利要求1所述的七自由度力反饋機器人遙操作手控器測控電路，其特征在于所述的光電編碼電路（201）中第一至第七光電編碼盤（Encoder1?Encoder7）選用增量式光電編碼盤，光電隔離電路（202）中第一至第七光耦合器（U2?1–U2?7）選用雙路高速光耦HCPL?2630，脈沖計數電路（203）中計數器選用8254芯片，第一電平轉換器選用SN74CBTD3384芯片，鑒相電路（204）中鑒相器選用D觸發器7474芯片，第二電平轉換器選用SN74CBTD3384芯片，光電編碼電路（201）中第一至第七光電編碼盤（Encoder1?Encoder7）分?別與電機組（305）中第一至第七直流電機的輸出軸（Motor_Shaft1?Motor_Shaft7）相連，第一至第七光電編碼盤（Encoder1?Encoder7）的A、B相脈沖輸出端分別與光電隔離電路（202）中第一至第七光耦合器（U2?1–U2?7）的發光管的兩個負極相連，第一至第七光耦合器的輸出端分別連接一個連接上拉電阻，第一至第七光耦合器（U2?1–U2?7）的電源端與D+5V電源相連，光電隔離電路（202）中第一至第三光耦合器（U2?1?U2?3）的第一輸出端分別與脈沖計數電路（203）中第一計數器（U2?8）的第一至第三脈沖輸入端相連，第四至第六光耦合器（U2?4?U2?6）的第一輸出端分別與脈沖計數電路（203）中第二計數器（U2?9）的第一至第三脈沖輸入端相連，第七光耦合器（U2?1?U2?3）的第一輸出端與脈沖計數電路（203）中第三計數器（U2?10）的第一脈沖輸入端相連，脈沖計數電路（203）中第一至第三計數器（U2?8、U2?9、U2?10）的數據端口并聯，并通過第一電平轉換器（U2?11）與微處理器模塊（1）的計數數據端口相連，脈沖計數電路（203）中第一至第三計數器（U2?8、U2?9、U2?10）的寫信號端口和讀信號端口分別并聯，并通過第一電平轉換器（U2?11）與微處理器模塊（1）的計數控制端口相連，脈沖計數電路（203）中第一至第三計數器（U2?8、U2?9、U2?10）的地址信號線和片選信號線與微處理器模塊（1）的計數控制端口相連，第一光電隔離電路（202）中第一至第七光耦合器（U2?1–U2?7）的第一、第二輸出端分別與鑒相電路（204）中第一至第四D觸發器（U2?12–U2?15）的輸入端相連，鑒相電路（204）中第一至第四D觸發器（U2?12–U2?15）的7個輸出端分別通過第二電平轉換器與微處理器模塊（1）的方向數據輸入端口相連。?