[發(fā)明專利]基于電流強(qiáng)度檢測(cè)的力感知小型機(jī)器人系統(tǒng)及其遙操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310259921.5
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN103323151A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋愛國(guó);張立云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/12
• 分類號(hào): G01L1/12;G08C17/02;G05D1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.基于電流強(qiáng)度檢測(cè)的力感知小型機(jī)器人系統(tǒng)，包括移動(dòng)機(jī)器人本體（1），所述移動(dòng)機(jī)器人本體（1）包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、兩個(gè)隨動(dòng)輪和兩個(gè)分別與所述驅(qū)動(dòng)輪連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（5），其特征在于：還包括力感知操作器（8）和兩個(gè)霍爾電流傳感器（6），兩個(gè)霍爾電流傳感器（6）分別連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)（5）的電流輸入端，用于實(shí)時(shí)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電流大小；所述力感知操作器（8）與所述移動(dòng)機(jī)器人車體（1）無線通信，接收所述移動(dòng)機(jī)器人車體（1）傳送的電流信息并進(jìn)行處理，以震動(dòng)的形式將反饋信息直接作用于操作人員手部；力感知操作器（8）以震動(dòng)強(qiáng)度的形式分別反饋：

左驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_L=K·U_L，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_L為左霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出；

右驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_R=K·U_R，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_R為右霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出；

左、右驅(qū)動(dòng)輪疊加受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_J=K(U_L+U_R)，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_L為左霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出，U_R為右霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流強(qiáng)度檢測(cè)的力感知小型機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述力感知操作器（8）設(shè)置三個(gè)切換按扭，分別為左驅(qū)動(dòng)輪受力感知選擇按鈕（10）、右驅(qū)動(dòng)輪受力感知選擇按鈕（11）和左右驅(qū)動(dòng)輪受力疊加感知選擇按鈕（12）。

3.基于電流強(qiáng)度檢測(cè)的力感知小型機(jī)器人遙操作方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行：

Ⅰ、兩個(gè)霍爾電流傳感器（6）實(shí)時(shí)測(cè)量左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（5）的驅(qū)動(dòng)電流的大小，并將所述驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出，機(jī)器人行進(jìn)時(shí)，電壓輸出為：U=P·I-U₀，其中，P為驅(qū)動(dòng)電流和輸出電壓的比例系數(shù)；I為霍爾電流傳感器（6）的電流；U₀為機(jī)器人在平坦地面暫停時(shí)霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出；

Ⅱ、力感知操作器（8）無線接收左右兩個(gè)霍爾電流傳感器（6）的輸出電壓，并將電壓轉(zhuǎn)化為震動(dòng)強(qiáng)度，震動(dòng)強(qiáng)度為F=K·U，其中，K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U為步驟Ⅰ中輸出的電壓；

Ⅲ、力感知操作器（8）以震動(dòng)強(qiáng)度的形式將左、右驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況信息直接作用于操作人員的手部，操作人員判斷機(jī)器人行進(jìn)過程中受到的阻尼力的大小，控制機(jī)器人前、后、左、右運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電流強(qiáng)度檢測(cè)的力感知小型機(jī)器人遙操作方法，其特征在于，步驟Ⅲ中，操作人員通過選擇按鍵選擇力感知操作器（8）的感知模式，所述感知模式分為三種，

第一種為左驅(qū)動(dòng)輪受力感知模式，即力感知操作器（8）傳送的震動(dòng)強(qiáng)度表示左驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_L=K·U_L，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_L為左霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出；

第二種為右驅(qū)動(dòng)輪受力感知模式，即力感知操作器（8）傳送的震動(dòng)強(qiáng)度表示右驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_R=K·U_R，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_R為右霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出；

第三種為左右驅(qū)動(dòng)輪受力疊加感知模式，即力感知操作器（8）傳送的震動(dòng)強(qiáng)度表示左、右驅(qū)動(dòng)輪受阻尼力的情況，震動(dòng)強(qiáng)度為F_J=K(U_L+U_R)，其中K為調(diào)節(jié)比例系數(shù)，U_L為左霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出，U_R為右霍爾電流傳感器（6）的電壓輸出。