CN104908046B - 一种基于旋钮式力反馈手控器及机械臂遥操作控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于旋钮式力反馈手控器，包括底板、扭矩传感器、外壳、传感器法兰、距离套、编码器、电机座板、电机、设有精粗调开关的开关旋钮，外壳和底板固定连接，形成密闭空间；距离套固定连接在电机座板和传感器法兰之间，电机座板和传感器法兰之间形成安装空间，扭矩传感器固定连接在传感器法兰的底面，编码器位于安装空间中，且编码器的壳体固定连接在电机座板的底面，电机固定连接在电机座板的顶面，且电机输出轴的一端穿过电机座板，与编码器的码盘固定连接；开关旋钮位于外壳的外侧，且开关旋钮的旋钮与电机输出轴的另一端连接。该基于旋钮式力反馈手控器及机械臂遥操作控制方法，能精确控制机械臂在复杂环境下作业。

Description

一种基于旋钮式力反馈手控器及机械臂遥操作控制方法

技术领域

本发明属于遥操作技术领域，具体来说，涉及一种基于旋钮式力反馈手控器及机械臂遥操作控制方法，可以远程控制机械臂工作。

背景技术

手控器是一种人机交互与位置测量的装置。近年来，先进的手控器加入了力反馈功能，能够提供高度的力觉临场感。这使得手控器在核工业领域，航天领域，海洋探索以及生物医学等领域得到更广泛的应用。手控器按照主从机械手的结构关系，可分为同构式和异构式两种。如果主机械臂与从机械臂具有相同的结构和自由度，当主机械臂运动时，从机械臂按比例做相同的运动，则这种结构称为同构式，否则即称为异构式。同构式机械臂结构简采取关节——关节的驱动方式，因此运动及控制比较容易实现。但同构式手控器比较笨重，体积大，对运动空间要求较高，操作起来不方便。异构式机械手设计较为困难，其主从臂的结构及运动对应关系不明确，操作者的力觉临场感效果并不好。使用异构式手控器操作时不仅需要复杂的算法实现远端机器臂与本地手控器之间的运动映射，而且由于手控器各关节间摩擦和运动和力耦合度很高，使得操作起来复杂且精度不高。此外，两类手控器都需要将人手固定在一个相对复杂的装置上，当装置控制故障时人手不易迅速脱离而容易受到伤害。

发明内容

技术问题：本发明实施例提供一种基于旋钮式力反馈手控器及机械臂遥操作控制方法，该方法简单且能精确控制机械臂在复杂环境下作业。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种基于旋钮式力反馈手控器，所述的手控器包括底板、扭矩传感器、外壳、传感器法兰、距离套、编码器、电机座板、电机、设有精粗调开关的开关旋钮，外壳和底板固定连接，形成密闭空间；距离套固定连接在电机座板和传感器法兰之间，电机座板和传感器法兰之间形成安装空间，扭矩传感器固定连接在传感器法兰的底面，编码器位于安装空间中，且编码器的壳体固定连接在电机座板的底面，电机固定连接在电机座板的顶面，且电机输出轴的一端穿过电机座板，与编码器的码盘固定连接；开关旋钮位于外壳的外侧，且开关旋钮的旋钮与电机输出轴的另一端连接。

一种基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，该控制方法包括：

步骤10)：对电机设置初始电流，使电机产生力矩，消除开关旋钮粘滞现象；

步骤20)：控制开关旋钮上的精粗调开关，选择粗调模式或精调模式；

步骤30)：安装在机械臂端的传感器判断机械臂是否发生碰撞，如果没有发生碰撞，人工拧动开关旋钮，实现对机械臂的控制；如果机械臂发生碰撞，则利用手控器实现力反馈。

作为一种优选：所述的步骤20)中，采用手动控制或者自动控制精粗调开关；当采用自动控制精粗调开关时，当机械臂末端与目标位置距离小于机械臂末端与目标点最小安全距离，且开关旋钮仍处于粗调模式时，自动切换至精调模式。

作为一种优选：所述的步骤20)中：粗调模式是指：当从机械臂末端离目标点或者障碍物距离大于或等于机械臂末端与目标点或障碍物最小安全距离时，开关旋钮默认处于粗调模式；扭动开关旋钮，手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N，传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关处于打开状态。

作为一种优选：所述的步骤20)中：精调模式是指：手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N除以比例系数M，且M>1，得到缩小的脉冲数；手控器端的微处理器将缩小的脉冲数传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据缩小的脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关处于关闭状态。

作为一种优选：所述的步骤30)中，如果机械臂没有发生碰撞，则进行步骤301)—步骤303)：

步骤301)：拧动开关旋钮，编码器产生脉冲信号；

步骤302)：将编码器脉冲信号输入D触发器，手控器端的微处理器获得转动方向，手控器端的微处理器对脉冲信号、方向信号以及精粗调模式进行处理，获得机械臂转动的角度信息；

步骤303)：手控器端的微处理器将角度信息发送至机械臂端的微处理器，由机械臂端的微处理器控制机械臂运动。

作为一种优选：所述的角度信息包括角度大小和角度方向。

作为一种优选：所述的步骤30)中，如果机械臂发生碰撞，则进行步骤401)—步骤403)：

步骤401)：手控器端的微处理器根据机械臂端的传感器反馈的碰撞力矩大小，重新设定电机的输入电流；

步骤402)：如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩小于碰撞力矩阈值J，那么反向拧动开关旋钮，控制机械臂退出障碍物；

如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩大于或等于碰撞力矩阈值J，电机被锁住，无法拧动开关旋钮，扭矩传感器根据拧动开关旋钮而产生的扭矩信号，手控器端的微处理器根据该扭矩信号判断旋转方向，如果开关旋钮继续拧动方向为碰撞方向，则电机继续保持该电流；如果旋钮继续拧动方向为与碰撞方向相反的方向，则电机电流减小至初始状态，拧动开关旋钮，实现机械臂碰到障碍物时，继续正向运动被限制，反向运动离开障碍物；

步骤403)利用其他手控器，控制机械臂的其他关节，改变机械臂的原始运行路径，直至机械臂绕开障碍物，到达目标点。

作为一种优选：所述的步骤401)中，根据式(1)重新设定电机的输入电流：

f(x)＝1.23x²+1.06x+0.09 式(1)

其中，f(x)表示电机的电流值，x表示机械臂端传感器反馈的碰撞力矩值。

有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

1、易于实现精确操控。本发明涉及的手控器采用旋钮式设计，使得操作更加简单，同时配合精粗调模式可以实现精确控制。另外，本发明采用软件控制方式实现精粗调。这种控制方式不仅减少了硬件成本，也使得精粗调更加灵活，操作者根据需要可以设定相应的精粗调系数，同时在控制过程中也可以实时切换精粗调模式。

2、根据力反馈及时调整旋转方向，延长设备使用寿命。根据驱动电机在不同输入电流时产生的静力矩不同，本发明涉及的手控器中使用驱动电机和扭矩传感器作为力反馈装置，实现一种新的力反馈方式。使用该力反馈装置不仅可以保证操作者感受力反馈，而且不会使操作者受到伤害。驱动电机根据不同的反馈力矩设定相应的输入电流，使得手控器端的开关旋钮能够很好的感受到机械臂与障碍物之间的碰撞力矩的渐变过程，从而及时调整旋转方向，减少机械臂的损伤。

3、结构简单。本发明涉及的手控器主要元件包括旋钮、编码器、电机和扭矩传感器，结构简单，容易操作，成本低。本发明中的手控器具备力反馈功能，而且实现精粗调功能时只需要一个编码器就可以完成，结构简单。

附图说明

图1为本发明实施例中手控器的结构图；

图2为本发明实施例中控制方法的流程图；

图3为本发明实施例中步进电机静力矩与输入电流关系图。

图中有：底板1、扭矩传感器2、外壳3、传感器法兰4、距离套5、编码器6、电机座板7、电机8、开关旋钮9、精粗调开关10。

具体实施方式

下文结合附图，对本发明实施例进行详细描述。

如图1所示，一种基于旋钮式力反馈手控器，包括底板1、扭矩传感器2、外壳3、传感器法兰4、距离套5、编码器6、电机座板7、电机8、设有精粗调开关10的开关旋钮9，外壳3和底板1固定连接，形成密闭空间；距离套5固定连接在电机座板7和传感器法兰4之间，电机座板7和传感器法兰4之间形成安装空间，扭矩传感器2固定连接在传感器法兰4的底面，编码器6位于安装空间中，且编码器6的壳体固定连接在电机座板7的底面，电机8固定连接在电机座板7的顶面，且电机8输出轴的一端穿过电机座板7，与编码器6的码盘固定连接；开关旋钮9位于外壳3的外侧，且开关旋钮9的旋钮与电机8输出轴的另一端连接。

上述结构的手控器中，底板1的作用是连接扭矩传感器2，并与外壳3构成立体空间，将除开关旋钮9外的所有部件包含在其中。拧动开关旋钮9可使编码器6产生脉冲信号，检测并处理该脉冲信号即可获得转动角度信息。传感器法兰4用于扭矩传感器2底座安装，电机座板7两侧安装有电机8与编码器6，传感器法兰4与电机座板7配合形成的空间是用于安装编码器6。开关旋钮9连接在电机8轴的一端，电机8轴的另一端连接编码器6。当操作者拧动开关旋钮9时，通过电机8轴带动编码器6码盘的转动，编码器6码盘转动产生脉冲信号，将该脉冲信号发送至手控器的微处理器进行处理，可获得相应的角度信息。其中，脉冲数转换成角度的公式为：N为编码器产生的脉冲数，P为编码器分辨率，M为精度系数，当M＝1时，开关旋钮10转动一周，θ大小为360°，当M增大时，开关旋钮9转动一周，θ大小为360°/M，精度提高了M倍。因此，根据实际情况选取适当的精度系数。当从机械臂运动碰到障碍物时，此时将碰撞信息反馈到手控器，导致手控器中电机8电流变大，电机8力矩变大，开关旋钮9需要一定力才能拧动，实现力反馈感觉。开关旋钮9、电机8、传感器法兰4、电机座板7、扭矩传感器2构成一整体。当电机8力矩大到开关旋钮9无法拧动时，此时再用力拧开关旋钮(9)会使扭矩传感器(2)产生较大的扭矩信号，检测判断该信号，如果开关旋钮9有继续向正方向即碰撞方向拧动的趋势，则电机(8)继续保持该大电流；如果开关旋钮(9)有向反方向拧动的趋势，电机(8)电流减小至正常状态下，开关旋钮(9)可拧动，即实现了在从机械臂碰到障碍物时，继续正向运动被限制，反向离开障碍物的运动则可以，同时操作者也有着良好的力触觉感。

由图2所示，在机械臂正常工作下即没有碰到障碍物时，拧动手控器的开关旋钮9，使得编码器6产生A、B两路相位相差90°的脉冲信号，这些脉冲信号通过D触发器后获得开关旋钮9旋转的方向信号Q，该方向信号Q与A或B中任意一路脉冲信号接入微处理器，微处理器通过中断方式获得输入的脉冲数量，并通过上述公式获得机械臂实际需要转动的角度，微处理器将方向信息Q和角度信息θ一并传至后级，供机械臂端的微处理器处理并控制机械臂关节转动相应角度。当手控器属于粗调时(即精粗调开关没有按下)，开关旋钮9拧动θ角度，机械臂对应关节转动θ角度；当手控器属于精调时(即精粗调开关按下或机械臂接近目标位置),旋钮拧动θ角度，从机械臂对应关节转动θ/M角度，从而实现精确调节。

由于电机8的力矩大小与其输入电流大小成正比关系，即输入电流越大，电机8力矩越大。利用电机8这种特性实现力反馈功能。当机械臂碰到障碍物并反馈回碰撞信息时，微处理器接收该力矩信息，并根据该力矩信息的大小设置手控器中电机的输入电流，电机8的力矩随着从机械臂碰撞的力矩的增大而增大，开关旋钮9也随着电机8力矩的增大而越来越难拧动。操作者可以在电机8的力矩逐渐变大的过程中，反向拧动旋钮，使得从机械臂离开障碍物。如果碰撞力矩足够大时，驱动电机的输入电流也会被设置的很大，其扭矩也会变得很大，当大到旋钮无法拧动时，即旋钮正反向均无法拧动，此时需要通过扭矩传感器2来实现开关旋钮9的反向拧动，使机械臂离开障碍物，在开关旋钮9无法拧动的情况下，再用力拧动开关旋钮9会使扭矩传感器2产生较大的扭矩信号。该扭矩信号经过放大器放大，再通过模数转换后输入到微处理器中，微处理器判断并处理该信号。如果旋钮有继续向正方向即碰撞方向拧动的趋势，则电机继续保持该大电流；如果旋钮有向反方向拧动的趋势，电机电流减小至正常状态下，此时旋钮可以反向拧动，即实现了在从机械臂碰到障碍物时，正向的运动被限制，反向离开障碍物的运动则可以。

如图2所示，利用上述结构的基于旋钮式力反馈手控器进行机械臂遥操作控制方法，该控制方法包括：

步骤10)：对电机8设置初始电流，使电机产生力矩，消除开关旋钮9粘滞现象。由于电机8在不上电时，轴可以自由灵活的转动，此时拧动开关旋钮9会由于旋钮转动太灵活而产生粘滞现象，使得角度数据不准确，然而当给定电机8一个较小的输入电流时，电机8会产生一个较小的力矩，该力矩的存在可以消除人手在拧动旋钮过程中产生的粘滞现象。

步骤20)：控制开关旋钮9上的精粗调开关10，选择粗调模式或精调模式。

在步骤20)中，采用手动控制或者自动控制精粗调开关10；当采用自动控制精粗调开关10时，当机械臂末端与目标位置距离小于机械臂末端与目标点最小安全距离，且开关旋钮9仍处于粗调模式时，自动切换至精调模式。

粗调模式是指：当从机械臂末端离目标点或者障碍物距离大于或等于机械臂末端与目标点或者障碍物最小安全距离时，开关旋钮9默认处于粗调模式；扭动开关旋钮9，手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N，传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关10处于打开状态。

精调模式是指：手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N除以比例系数M，且M>1，得到缩小的脉冲数；手控器端的微处理器将缩小的脉冲数传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据缩小的脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关10处于关闭状态。

步骤30)：安装在机械臂端的传感器判断机械臂是否发生碰撞，如果没有发生碰撞，人工拧动开关旋钮，实现对机械臂的控制；如果机械臂发生碰撞，则利用手控器实现力反馈。

在步骤30)中，如果机械臂没有发生碰撞，则进行步骤301)—步骤303)：

步骤301)：拧动开关旋钮9，编码器6产生脉冲信号。

步骤302)：将编码器6脉冲信号输入D触发器，手控器端的微处理器获得转动方向，手控器端的微处理器对脉冲信号、方向信号以及精粗调模式进行处理，获得机械臂转动的角度信息；所述的角度信息包括角度大小和角度方向。

步骤303)：手控器端的微处理器将角度信息发送至机械臂端的微处理器，由机械臂端的微处理器控制机械臂运动。

如果机械臂发生碰撞，则进行步骤401)—步骤403)：

步骤401)：手控器端的微处理器根据机械臂端的传感器反馈的碰撞力矩大小，重新设定电机9的输入电流；

步骤401)中，选取森创公司42K系列步进电机进行锁机电流与静力矩间的关系实验得到式(1)。实验结果如图3所示。图3中，横坐标表示力矩，单位是：NM；纵坐标表示电流，单位是：A。根据式(1)重新设定电机8的输入电流：

f(x)＝1.23x²+1.06x+0.09 式(1)

其中，f(x)表示电机8的电流值，x表示机械臂端传感器反馈的碰撞力矩值。

步骤402)：如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩小于碰撞力矩阈值J，那么反向拧动开关旋钮9，控制机械臂退出障碍物；

如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩大于或等于碰撞力矩阈值J，电机9被锁住，无法拧动开关旋钮9，扭矩传感器2根据拧动开关旋钮9而产生的扭矩信号，手控器端的微处理器根据该扭矩信号判断旋转方向，如果开关旋钮9继续拧动方向为碰撞方向，则电机8继续保持该电流；如果旋钮继续拧动方向为与碰撞方向相反的方向，则电机电流减小至初始状态，拧动开关旋钮9，实现机械臂碰到障碍物时，继续正向运动被限制，反向运动离开障碍物；

步骤403)利用其他手控器，控制机械臂的其他关节，改变机械臂的原始运行路径，直至机械臂绕开障碍物，到达目标点。每个手控器控制一个关节。当一个关节遇到障碍物需要绕行时，可以利用其它关节移动配合，使整个机械臂绕开障碍物。

上述机械臂遥操作控制方法中，机械臂的每个关节由一个手控器控制。在机械臂没有碰到障碍物时，驱动电机被设置为较小输入电流，保证安装在驱动电机轴一端的开关旋钮9可以自由转动，而且不会产生粘滞现象。当拧动开关旋钮10转动时，带动安装在驱动电机轴另一端的编码器6的码盘转动，从而使编码器6产生了相应的脉冲信息。这些脉冲信息经过D触发器后转变为开关旋钮9转动方向信号，脉冲信息和方向信号传入手控器端的微处理器，经处理后传递给机械臂端的微处理器。由机械臂端的微处理器完成对相应机械臂关节运动控制。在精粗调方面，有两种方式实现精粗调控制，在第一种方式下，操作者可以手动控制精粗调开关按钮，实现旋钮的精粗调。在第二种方式下，机械臂端的微处理器根据机械臂的位置信息进行自适应精粗调控制，即当机械臂靠近目标位置时，自动切换成精调模式，保证运动准确性。通过精粗调开关按钮进行控制时，微处理器需要检测精粗调开关是否被按下，如果按钮没有被按下则为粗调模式，如果按钮被按下则为精调模式。通过位置控制精粗调时，只有在机械臂靠近目标位置时才会自动切换成精调模式。在粗调模式下，微处理器对采集的编码器6的脉冲数不进行处理。在精调模式下，机械臂端的微处理器将采集到的脉冲数N除以一个比例系数M，且M>1，以实现对机械臂关节的精确控制。M根据机械臂运动精度的要求进行相应设定。当机械臂碰到障碍物并反馈回碰撞信息时，机械臂端的微处理器根据反馈回的碰撞力矩大小，设置驱动电机输入电流。驱动电机的输入电流随碰撞力矩的增大而变大。此时，驱动电机的力矩也随之增大，表现在旋钮上为旋钮越来越难以拧动。当碰撞力矩足够大时，驱动电机的输入电流也变的很大，其扭矩也变得很大。当碰撞力矩大到旋钮无法拧动时，此时再用力拧动旋钮会使扭矩传感器产生较大的扭矩信号，检测判断该信号。如果旋钮有继续向正方向即碰撞方向拧动的趋势，则电机继续保持该大电流。如果旋钮有向反方向拧动的趋势，电机电流减小至正常状态下，旋钮可拧动，即实现了在从机械臂碰到障碍物时，继续正向运动被限制，反向离开障碍物的运动则可以。

本实施例中，一个手控器控制一个机械臂关节，通过拧动开关旋钮9获得编码器6的转动脉冲信息，由手控器端的微处理器采集处理后，转换为相应角度信息传递给机械臂端的处理器，由机械臂端的处理器完成对相应关节的角度和位置控制。

手控器中包含电机8和扭矩传感器2，通过设置电机8不同的输入电流，在开关旋钮9上获得不同的力触觉，电机8的电流设置随着机械臂与障碍物的碰撞力矩的逐渐变大而变大。反应在开关旋钮9上，则为开关旋钮9越来越难以拧动。当碰撞力矩过大时，开关旋钮9则无法拧动，阻止机械臂的继续运动。当发生开关旋钮9无法拧动的情况时，手控器则需要扭矩传感器2配合完成机械臂离开障碍物的操作。通过检测扭矩大小和方向来对电机8的输入电流重新设定。当扭矩方向与运动方向(即机械臂碰撞方向)一致，则保持电机8输入电流不变，使得开关旋钮9正向无法拧动。如果扭矩方向与运动方向相反，则重新设定电机输入电流，使得开关旋钮9可反向拧动，完成对机械臂后退避障的操作。

本发明通过旋钮式力反馈手控器实现对多自由度机械臂的角度、位置以及力反馈的控制。该手控器通过拧动旋钮来获得编码器转动角度的脉冲数，该脉冲信号被微处理器采集后转换为机械臂某关节的运动，通过控制精粗调开关和软件自适应方式可以实现对机械臂运动的精确控制，同时机械臂与障碍物的碰撞信息通过微处理器采集处理后反馈到手控器上，使得旋钮产生大小不同的力触觉感。多个手控器相互独立，可以互相配合完成对整个机械臂的运动控制。本发明不仅可以方便实现对多自由度机械臂精确的遥操作控制，还可以获得机械臂的力反馈作用，同时操作简单方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于旋钮式力反馈手控器，其特征在于，所述的手控器包括底板(1)、扭矩传感器(2)、外壳(3)、传感器法兰(4)、距离套(5)、编码器(6)、电机座板(7)、电机(8)、设有精粗调开关(10)的开关旋钮(9)，外壳(3)和底板(1)固定连接，形成密闭空间；距离套(5)固定连接在电机座板(7)和传感器法兰(4)之间，电机座板(7)和传感器法兰(4)之间形成安装空间，扭矩传感器(2)固定连接在传感器法兰(4)的底面，编码器(6)位于安装空间中，且编码器(6)的壳体固定连接在电机座板(7)的底面，电机(8)固定连接在电机座板(7)的顶面，且电机(8)输出轴的一端穿过电机座板(7)，与编码器(6)的码盘固定连接；开关旋钮(9)位于外壳(3)的外侧，且开关旋钮(9)的旋钮与电机(8)输出轴的另一端连接。

2.一种利用权利要求1所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：该控制方法包括：

步骤10)：对电机(8)设置初始电流，使电机产生力矩，消除开关旋钮(9)粘滞现象；

步骤20)：控制开关旋钮(9)上的精粗调开关(10)，选择粗调模式或精调模式；

步骤30)：安装在机械臂端的传感器判断机械臂是否发生碰撞，如果没有发生碰撞，人工拧动开关旋钮，实现对机械臂的控制；如果机械臂发生碰撞，则利用手控器实现力反馈。

3.按照权利要求2所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤20)中，采用手动控制或者自动控制精粗调开关(10)；当采用自动控制精粗调开关(10)时，当机械臂末端与目标位置距离小于机械臂末端与目标点最小安全距离，且开关旋钮(9)仍处于粗调模式时，自动切换至精调模式。

4.按照权利要求2或3所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤20)中：粗调模式是指：当从机械臂末端离目标点或者障碍物距离大于或等于机械臂末端与目标点或障碍物最小安全距离时，开关旋钮(9)默认处于粗调模式；扭动开关旋钮(9)，手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N，传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关(10)处于打开状态。

5.按照权利要求4所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤20)中：精调模式是指：手控器端的微处理器将采集到的编码器发出的脉冲数N除以比例系数M，且M>1，得到缩小的脉冲数；手控器端的微处理器将缩小的脉冲数传给机械臂端的微处理器，机械臂端的微处理器根据缩小的脉冲数控制机械臂端的电机运动；同时，控制精粗调开关(10)处于关闭状态。

6.按照权利要求4所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤30)中，如果机械臂没有发生碰撞，则进行步骤301)—步骤303)：

步骤301)：拧动开关旋钮(10)，编码器(6)产生脉冲信号；

步骤302)：将编码器(6)脉冲信号输入D触发器，手控器端的微处理器获得转动方向，手控器端的微处理器对脉冲信号、方向信号以及精粗调模式进行处理，获得机械臂转动的角度信息；

步骤303)：手控器端的微处理器将角度信息发送至机械臂端的微处理器，由机械臂端的微处理器控制机械臂运动。

7.按照权利要求6所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的角度信息包括角度大小和角度方向。

8.按照权利要求4所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤30)中，如果机械臂发生碰撞，则进行步骤401)—步骤403)：

步骤401)：手控器端的微处理器根据机械臂端的传感器反馈的碰撞力矩大小，重新设定电机(8)的输入电流；

步骤402)：如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩小于碰撞力矩阈值J，那么反向拧动开关旋钮(9)，控制机械臂退出障碍物；

如果机械臂端传感器反馈的碰撞力矩大于或等于碰撞力矩阈值J，电机(8)被锁住，无法拧动开关旋钮(9)，扭矩传感器(2)根据拧动开关旋钮(9)而产生的扭矩信号，手控器端的微处理器根据该扭矩信号判断旋转方向，如果开关旋钮(9)继续拧动方向为碰撞方向，则电机(8)继续保持该电流；如果旋钮继续拧动方向为与碰撞方向相反的方向，则电机电流减小至初始状态，拧动开关旋钮(9)，实现机械臂碰到障碍物时，继续正向运动被限制，反向运动离开障碍物；

步骤403)利用其他手控器，控制机械臂的其他关节，改变机械臂的原始运行路径，直至机械臂绕开障碍物，到达目标点。

9.按照权利要求8所述的基于旋钮式力反馈手控器的机械臂遥操作控制方法，其特征在于：所述的步骤401)中，根据式(1)重新设定电机(8)的输入电流：

f(x)＝1.23x²+1.06x+0.09 式(1)

其中，f(x)表示电机(8)的电流值，x表示机械臂端传感器反馈的碰撞力矩值。