CN115107064A - 一种六自由度机械臂遥操作系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六自由度机械臂遥操作系统及其方法。该系统包括依次电性连接的主端模块、上位机、从端模块；从端模块用于根据上位机传输的信号进行位移调整和姿态调整；从端模块为六自由度机械臂；主端模块包括多个踏板、多自由度遥操作杆；多个踏板、多自由度遥操作杆分别与上位机电性连接；多个踏板用于产生控制六自由度机械臂在三维空间上位移的信号，不同的踏板产生三维空间上不同方向位移的信号；多自由度遥操作杆用于产生控制多自由度机械臂姿态的信号。本发明相比现有技术，在提高操作精度的同时也具备在大范围内快速进行位移和姿态调整的功能。

Description

一种六自由度机械臂遥操作系统及其方法

技术领域

本发明属于电气机械的技术领域，具体涉及一种六自由度机械臂遥操作系统及其方法。

背景技术

遥操作是一种人类对机器人进行远程控制的技术，人类操作包含在机器人的相关控制回路中，人类负责决策和下达指令，机器人负责精确地执行指令，适合完成危险、困难的任务。随着遥操作设备和通信技术的发展，机器人遥操作技术在医疗、防爆、救援等领域中得到越来越广泛的应用。其中，六自由度机械臂常作为工业、医疗等领域的遥操作对象，用于控制其位姿的遥操作设备也形式多样，有如六自由度操纵杆、摇杆、按钮、3D鼠标等。

现有技术中，六自由度操纵杆由于与六自由度机械臂结构相似，因此其姿态易于直观地映射至机械臂末端，方便用户观察和操作。但是，在位置移动操作上，六自由度操纵杆存在工作空间不足、位姿耦合等局限性，而摇杆、按钮及3D鼠标等方式通常采用增量式控制方法，虽能够使机械臂移动范围增大，但姿态控制上不够直观，导致目前的遥操作设备难以控制机械臂同时实现大范围移动与精细位姿调整。此外，医生进行手术或检查时，其中一只手往往需要操作其它医学仪器，因此只能依靠单手操作遥操作设备，但现有的部分手术机器人设备，如公开号CN109646114A的中国专利，一种单人脚控腹腔持镜机械臂，虽然也考虑到使用手脚配合的操作方式，但升降踏板允许控制的自由度较少，角度踏板对用户的脚步稳定操作控制能力要求较高，没有充分考虑灵活性、方便性和稳定性，无法兼顾直观性、简便性和用户体验，无法实现同时对机器人进行位大范围位置粗调和位姿微调的问题。

而公开号CN103624790A的中国发明专利，六自由度机械臂遥操作控制方法公开了一种六自由度机械臂遥操作控制方法，采用两根具有三自由度控制的操纵杆对六自由度机械臂的速度、位置和角度进行控制，然而该控制方法需要双手分别操作两根操纵杆，或是单手在两根操纵杆间来回切换，不适用于需要单手便捷遥操作的任务场景，且该发明无法做到同时实现机械臂的大范围移动与小范围精细调整，操作简便性与直观性方面也还需要改善。

发明内容

为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的第一目的在于提供一种六自由度机械臂遥操作系统，本发明的第二目的在于提供一种六自由度机械臂遥操作，以实现简便、灵活且直观进行遥操作的功能。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案。

一种六自由度机械臂遥操作系统，包括依次电性连接的主端模块、上位机、从端模块；

主端模块用于产生控制从端模块的信号；

上位机用于传输和计算主端模块产生的信号，并根据计算结果向从端模块传输信号；

从端模块用于根据上位机传输的信号进行位移调整和姿态调整；从端模块为六自由度机械臂；

主端模块包括多个踏板、多自由度遥操作杆；多个踏板、多自由度遥操作杆分别与上位机电性连接；

多个踏板用于产生控制六自由度机械臂在三维空间上位移的信号，不同的踏板产生三维空间上不同方向位移的信号；

多自由度遥操作杆用于产生控制多自由度机械臂姿态的信号。

优选地，多自由度操作杆为六自由度遥操作杆，六自由度遥操作杆的数量为一个；

六自由度机械臂的数量为一个。

进一步地，六自由度遥操作杆包括依次活动连接的固定基架、第一旋转关节、第二旋转关节、第一连杆、第三旋转关节、第二连杆、万向节、第三连杆、旋转外壳；

固定基架与第一旋转关节的连接处、第二旋转关节与第一连杆的连接处、第一连杆与第三旋转关节的连接处、万向节内部、第三连杆与旋转外壳连接处均分别设有角度传感器；

角度传感器与上位机电性连接，用于产生六自由度遥操作杆的姿态变化的信号并传输到上位机。

再进一步地，旋转外壳上设有开关按钮；

开关按钮与上位机电性连接，用于产生六自由度遥操作杆是否控制六自由度机械臂的信号。

优选地，主端模块还设有底座；踏板设于底座上；

踏板包括左踏板、右踏板、前踏板、后踏板、升降踏板，升降踏板设有下降按钮、上升按钮；

左踏板、右踏板、前踏板、后踏板、下降按钮、上升按钮均分别与上位机电性连接，分别用于产生控制六自由度机械臂在三维空间与各自相对应方向上位移的信号。

进一步地，主端模块还设有升降机构和升降台；

升降机构与底座固定连接、与升降台活动连接；

升降台与底座为相互平行设置，六自由度遥操作杆设于升降台上。

一种六自由度机械臂遥操作方法，包括前述任一项中的六自由度机械臂遥操作系统，包括步骤如下：

初始状态设置；

操作多个踏板对六自由度机械臂在三维空间的位置进行粗调整；

操作六自由度遥操作杆，对六自由度机械臂在三维空间的位置进行细调整，对六自由度机械臂的姿态进行调整。

优选地，初始状态设置的具体步骤如下：

在上位机上进行设置，确认当前六自由度机械臂和六自由度遥操作杆的姿态；

在上位机上，设置六自由度机械臂的基坐标与六自由度遥操作杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

六自由度机械臂的基坐标和六自由度遥操作杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

六自由度遥操作杆的控制比例系数S_x、S_y和S_z，踏板的控制速度参数V_x、V_y和V_z。

进一步地，操作多个踏板对六自由度机械臂在三维空间的位置进行粗调整的具体步骤如下：

上位机根据下式计算六自由度机械臂在三维空间上的位移情况：

其中，ΔX_r、ΔY_r和ΔZ_r分别为六自由度机械臂的末端在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量，X_f、Y_f和Z_f分别为不同的踏板在自身的基坐标上对应的移动方向；

上位机根据计算结果，下发信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的粗调整。

再进一步地，操作六自由度遥操作杆，对六自由度机械臂在三维空间的位置进行细调整，对六自由度机械臂的姿态进行调整的具体步骤如下：

上位机根据下式计算六自由度机械臂的位移调整情况：

其中，ΔX_t、ΔY_t和ΔZ_t分别为六自由度遥操作杆的万向节在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量；

上位机根据计算结果，下发信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的细调整；

上位机读取六自由度遥操作杆当前的姿态矩阵为

在开关按钮按下的瞬间,从六自由度遥操作杆到六自由度机械臂的映射矩阵

如下：

保持在开关按钮按下的状态,转动六自由度遥操作杆，对上式进行变化即可求解得到六自由度机械臂的姿态矩阵

如下：

其中，

为六自由度遥操作杆当前的姿态矩阵为

的转置，

为六自由度机械臂的基坐标与遥操纵杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

的转置。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明克服了现有技术需要双手操作模式才能遥操作多自由度机械臂的局限，将操作员的另一只手解放出来配合进行其它操作，增强了遥操作的灵活性；增加了踏板的数量，实现多六自由度机械臂在三维空间上的位移粗调整，结合六自由度遥操作杆对六自由度机械臂的位移细调整，实现在多个自由度上灵活控制空间位置的功能；多个踏板的直观设计兼顾了操作员的观察准确度操作简便性，能有效避免误操作；通过上位机设定从端模块和六自由度遥操作杆之间的姿态对应关系，实现对从端模块不同类型受控设备的控制；通过分阶段对从端的六自由度机械臂进行位移的粗调整和细调整，提高操作精度的同时也具备在大范围内快速进行位移和姿态调整的功能。

附图说明

图1为本发明一种六自由度机械臂遥操作系统的整体结构框图；

图2为图1中主端模块的整体结构及人工操作示意图；

图3为图2中升降机构的结构示意图；

图4为图3中锁扣的示意图；

图5为图2中六自由度遥操作杆的结构示意图；

图6为图2中底座的结构示意图；

图7为本发明一种六自由度机械臂遥操作方法的流程图；

图中：1-升降台，2-底座，3-六自由度遥操作杆，4-左升降机构，5-右升降机构，6-左上导向机构，7-左下导向机构，8-右上导向机构，9-右下导向机构，10-导向轴承，11-锁扣，12-导管，13-套换，14-扳手，15-锁紧凸轮，16-固定基架，17-第一旋转关节，18-第二旋转关节，19-第一连杆，20-第三旋转关节，21-第二连杆，22-万向节，23-第三连杆，24-开关按钮，25-旋转外壳，26-左踏板，27-右踏板，28-前踏板，29-后踏板，30-升降踏板，31-下降按钮，32-上升按钮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例的一种六自由度机械臂遥操作系统，由主端模块、从端模块和上位机组成。主端模块、上位机、从端模块依次电性连接。

主端模块为遥操作的人工介入侧，作为遥操作的主控设备，用于生成遥操作从端模块的控制信号。

上位机为遥操作的信号中继转发和数据计算中心，用于在主端模块和从端模块之间建立通信链路，让主端模块、上位机、从端模块之间能够相互进行通信，并计算主端模块和从端模块所产生的信号以及相对应的数据，本实施例的上位机优选为具有信号转发功能且带显示屏的个人计算机或数据服务器。主端模块、上位机、从端模块之间为有线通信的方式。

从端模块为遥操作的受控设备，用于执行主端模块生成的控制信号对应的机械动作，实现位移调整和姿态调整。从端模块为一台六自由度机械臂。

主端模块包括升降台1、底座2、六自由度遥操作杆3、左升降机构4、右升降机构5。底座2设于最下方，底座2远离操作员一侧的左上角、右上角分别固定连接左升降机构4的底端、右升降机构5的底端，本实施例优选左升降机构4的底端、右升降机构5的底端均分别通过固定垫片焊接固定在底座2上。升降台1远离操作员一侧的左上角、右上角分别活动连接左升降机构4的中部、右升降机构5的中部，能在左升降机构4和右升降机构5上下自由滑动。左升降机构4、右升降机构5各自的顶端分别封闭以限制升降台1上升时不脱离左升降机构4或右升降机构5。左升降机构4、右升降机构5的结构一致且相互平行，垂直设置于底座2上。升降台1与底座2相互平行设置。

左升降机构4由左上导向机构6、左下导向机构7、伸缩导管12组成。左上导向机构6与伸缩导管12的上半部分活动连接、与升降台1固定连接，左下导向机构7与伸缩导管12的下半部分固定连接，左上导向机构6、左下导向机构7均分别嵌套在伸缩导管12的外侧。伸缩导管12由两根导管组成，以形成稳定的结构。两根导管的顶端相互焊接在一起，每根导管均为由直径较大的空心金属外管和直径较小的实心金属内管组成，外管活动套接在内管外部，外管可与内管进行相对滑动。

右升降机构5由右上导向机构8、右下导向机构9和另一伸缩导管组成。右上导向机构8与另一伸缩导管的上半部分活动连接、与升降台1固定连接，右下导向机构9与另一伸缩导管的下半部分固定连接，右上导向机构8、右下导向机构9均分别嵌套在另一伸缩导管外侧。另一伸缩导管由两根导管组成，以形成稳定的结构。两根导管的顶端相互焊接在一起，每根导管均为由直径较大的空心金属外管和直径较小的实心金属内管组成，外管活动套接在内管外部，外管可与内管进行相对滑动。

左上导向机构6、左下导向机构7、右上导向机构8、右下导向机构9均在结构上相一致。导向机构由导向轴承10和锁扣11组成。导向轴承10嵌套在双导管的外围，导向轴承10朝向升降台1的一侧对升降台1起到支撑或固定作用，导向轴承10背向升降台1的一侧与锁扣11固定连接。锁扣11为扳扣式凸轮结构，锁扣11包括套环13、扳手14、锁紧凸轮15。套环13嵌套在伸缩导管12的其中一根导管外侧。套环13上活动连接锁紧凸轮15，锁紧凸轮15位于套环13外侧的一端固定连接扳手14，锁紧凸轮15在套环13上在扳手14的带动下进行旋转，锁紧凸轮15朝向套环13内侧的一端凸起在转动过一定角度时会过盈挤压伸缩导管12中每根导管的外管和内管，使锁扣11与外管和内管之间产生较大的摩擦力，从而实现外管和内管之间的相对静止。当锁扣11处于松开状态时，外管又可以相对内管进行滑动，进而带动升降台1上下移动。

六自由度遥操作杆3设于升降台1上靠近操作员的一侧。六自由度遥操作杆3包括依次连接的固定基架16、第一旋转关节17、第二旋转关节18、第一连杆19、第三旋转关节20、第二连杆21、万向节22、第三连杆23、旋转外壳25，开关按钮24设于旋转外壳25上。固定基架16底部与升降台1固定连接，第一旋转关节17可在固定基架16的顶部水平旋转，固定基架16与第一旋转关节17的连接处设有一个角度传感器。第二旋转关节18底部固定连接在旋转关节17上，第一连杆19的一端可在第二旋转关节18顶部竖直旋转，第二旋转关节18与第一连杆19在连接处设有一个角度传感器。第一连杆19的另一端与第三旋转关节20连接，第三旋转关节20可在第一连杆19的另一端竖直旋转，第一连杆19的另一端与第三旋转关节20在连接处设有一个角度传感器。第三旋转关节20与第二连杆21的一端固定连接，第二连杆21的另一端与万向节22活动连接，万向节22可绕第二连杆21的中轴水平旋转。万向节22与第三连杆23的一端活动连接，万向节22可在第三连杆23上竖直旋转。万向节22内置有两个角度传感器，两个角度传感器分别设于万向节22与第二连杆21的连接处、与第三连杆23的连接处。第三连杆23的另一端与旋转外壳25活动连接，旋转外壳25可绕着第三连杆23的中轴进行同轴旋转，旋转外壳25与第三连杆23连接处内置有一个角度传感器。六自由度遥操作杆3内置的六个角度传感器、开关按钮24均分别与上位机电性连接。开关按钮24用于确认控制从端模块的六自由度机械臂，每次按下开关按钮24均表示确认当前从端模块的六自由度机械臂应当处于的对应姿态，松开开关按钮24则解除与六自由度机械臂的关联。六自由度遥操作杆3在空间上的姿态与六自由度机械臂在空间上的姿态一一对应，六个角度传感器所检测到变化量为六自由度机械臂从上一姿态调整到下一姿态的信号。操作员使用单手就能实现六个自由度的操控动作。

底座2上设有左踏板26、右踏板27、前踏板28、后踏板29、升降踏板30，升降踏板30上设有下降按钮31、上升按钮32。左踏板26、右踏板27、前踏板28、后踏板29分别设于底座2的左、右、前、后四侧，升降踏板30设于底座2的右上角。升降踏板30为工字型部件，底部固定连接在底座2上，升降踏板30的底部为下降按钮31，顶部为上升按钮32。左踏板26、右踏板27、前踏板28、后踏板29、下降按钮31、上升按钮32均分别与上位机电性连接，各自分别控制从端模块的六自由度机械臂分别在一个自由度上进行空间平移，也就是分别控制六自由度机械臂在三维空间的左、右、前、后、下、上平移，当踩下踏板或按钮时则表示控制六自由度机械臂。

上位机用于设置六自由度机械臂的基坐标与六自由度遥操作杆3的基坐标之间的旋转矩阵、设置六自由度机械臂基坐标与几个踏板的基坐标之间的旋转矩阵、设置六自由度遥操作杆3控制六自由度机械臂在三维平动时的位移比例系数，通过旋转矩阵和比例系数实现对应六自由度遥操作杆3与六自由度机械臂的姿态同步。设置几个踏板控制六自由度机械臂在三维平动时的速度、采集六自由度遥操作杆3几个角度传感器的实时信号并传输道六自由度机械臂，实现六自由度机械臂的姿态控制、获取踏板和开关按钮24的状态并传输到六自由度机械臂，实现六自由度机械臂的位置和状态控制。

本实施例的六自由度机械臂遥操作系统与现有技术相比，其有益效果在于：克服了现有技术需要双手操作模式才能遥操作多自由度机械臂的局限，将操作员的另一只手解放出来配合进行其它操作，增强了遥操作的灵活性；增加了踏板的数量，实现多六自由度机械臂在三维空间上的位移粗调整，结合六自由度遥操作杆3对六自由度机械臂的位移细调整，实现在多个自由度上灵活控制空间位置的功能，多个踏板的直观设计兼顾了操作员的观察准确度操作简便性，能有效避免误操作；可通过上位机自由设定从端模块和六自由度遥操作杆3之间的姿态对应关系，实现对从端模块不同类型受控设备的控制。

实施例2

如图7所示，本实施例的一种六自由度机械臂遥操作方法，包括步骤如下：

S1、操作员在上位机设置初始状态，建立连接六自由度机械臂和六自由度遥操作杆3的通信链路；

S2、操作员在上位机上进行设置，确认当前六自由度机械臂和六自由度遥操作杆3的姿态，设置六自由度机械臂的基坐标与六自由度遥操作杆3的基坐标之间的旋转矩阵参数

设置六自由度机械臂的基坐标和六自由度遥操作杆3的基坐标之间的旋转矩阵参数

设置六自由度遥操作杆3的控制比例系数S_x、S_y和S_z，设置踏板的控制速度参数V_x、V_y和V_z，其中，V_x对应左踏板26和右踏板27，V_y对应前踏板28和后踏板29，V_z对应下降按钮31和上升按钮32，设定两个基坐标均为空间直角坐标系并将原点的位置进行关联；

S3、操作员开始单手操作六自由度遥操作杆3，并根据目视的距离和姿态差异，双脚操作几个踏板，上位机接收六自由度遥操作杆3和几个踏板所产生的信号；

S4、在接收到步骤S3所传来的信号后，上位机根据下式计算六自由度机械臂在三维空间上的位移情况，然后下发控制信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的粗调整；

其中，ΔX_r、ΔY_r和ΔZ_r分别为六自由度机械臂的末端在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量，X_f、Y_f和Z_f分别为操作员所踩下的踏板在自身的基坐标上对应的移动方向，具体所代表的方向如下：

S5、在完成步骤S4后，上位机根据下式计算六自由度操作杆3的位移调整情况，然后下发控制信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的细调整；

其中，ΔX_t、ΔY_t和ΔZ_t分别为六自由度遥操作杆3的万向节22在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量；

S6、在完成步骤S5后，上位机将所采集到的六自由度遥操作杆3的姿态变化通过控制信号映射到六自由度机械臂上；

当操作员按下开关按钮24的时刻，上位机读取到六自由度遥操作杆3当前的姿态矩阵为

此时从六自由度遥操作杆3到六自由度机械臂的映射矩阵

为：

在操作员保持按下开关按钮24转动六自由度遥操作杆3的过程中，对上式进行变化即可求解得到六自由度机械臂的姿态矩阵

为：

其中，

为六自由度遥操作杆3当前的姿态矩阵为

的转置，

为六自由度机械臂的基坐标与遥操纵杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

的转置；

S7、操作员松开开关按钮24，结束本次六自由度遥操作杆3遥操作六自由度机械臂姿态变化的遥操作过程。

本实施例的六自由度机械臂遥操作方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过分阶段对从端的六自由度机械臂进行位移的粗调整和细调整，提高操作精度的同时也具备在大范围内快速进行位移和姿态调整的功能；在单手操作的情况下实现对多自由度机械臂的控制，避免现有技术需要双手操作多自由度机械臂的局限。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，包括依次电性连接的主端模块、上位机、从端模块；

所述主端模块用于产生控制从端模块的信号；

所述上位机用于传输和计算主端模块产生的信号，并根据计算结果向从端模块传输信号；

所述从端模块用于根据上位机传输的信号进行位移调整和姿态调整；从端模块为六自由度机械臂；

主端模块包括多个踏板、多自由度遥操作杆；所述多个踏板、多自由度遥操作杆分别与上位机电性连接；

多个踏板用于产生控制所述六自由度机械臂在三维空间上位移的信号，不同的踏板产生三维空间上不同方向位移的信号；

所述多自由度遥操作杆用于产生控制多自由度机械臂姿态的信号。

2.根据权利要求1所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，所述多自由度操作杆为六自由度遥操作杆，所述六自由度遥操作杆的数量为一个；

所述六自由度机械臂的数量为一个。

3.根据权利要求2所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，六自由度遥操作杆包括依次活动连接的固定基架、第一旋转关节、第二旋转关节、第一连杆、第三旋转关节、第二连杆、万向节、第三连杆、旋转外壳；

所述固定基架与第一旋转关节的连接处、第二旋转关节与第一连杆的连接处、第一连杆与第三旋转关节的连接处、万向节内部、第三连杆与旋转外壳连接处均分别设有角度传感器；

所述角度传感器与上位机电性连接，用于产生六自由度遥操作杆的姿态变化的信号并传输到上位机。

4.根据权利要求3所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，旋转外壳上设有开关按钮；

所述开关按钮与上位机电性连接，用于产生六自由度遥操作杆是否控制六自由度机械臂的信号。

5.根据权利要求1所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，主端模块还设有底座；踏板设于底座上；

踏板包括左踏板、右踏板、前踏板、后踏板、升降踏板，所述升降踏板设有下降按钮、上升按钮；

所述左踏板、右踏板、前踏板、后踏板、下降按钮、上升按钮均分别与上位机电性连接，分别用于产生控制六自由度机械臂在三维空间与各自相对应方向上位移的信号。

6.根据权利要求5所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，主端模块还设有升降机构和升降台；

所述升降机构与底座固定连接、与升降台活动连接；

所述升降台与底座为相互平行设置，六自由度遥操作杆设于升降台上。

7.一种六自由度机械臂遥操作方法，包括权利要求1-6任一项所述的六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，包括步骤如下：

初始状态设置；

操作多个踏板对六自由度机械臂在三维空间的位置进行粗调整；

操作六自由度遥操作杆，对六自由度机械臂在三维空间的位置进行细调整，对六自由度机械臂的姿态进行调整。

8.根据权利要求7所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，所述初始状态设置的具体步骤如下：

在上位机上进行设置，确认当前六自由度机械臂和六自由度遥操作杆的姿态；

在上位机上，设置六自由度机械臂的基坐标与六自由度遥操作杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

六自由度机械臂的基坐标和六自由度遥操作杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

六自由度遥操作杆的控制比例系数S_x、S_y和S_z，踏板的控制速度参数V_x、V_y和V_z。

9.根据权利要求8所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，所述操作多个踏板对六自由度机械臂在三维空间的位置进行粗调整的具体步骤如下：

上位机根据下式计算六自由度机械臂在三维空间上的位移情况：

其中，ΔX_r、ΔY_r和ΔZ_r分别为六自由度机械臂的末端在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量，X_f、Y_f和Z_f分别为不同的踏板在自身的基坐标上对应的移动方向；

上位机根据计算结果，下发信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的粗调整。

10.根据权利要求9所述六自由度机械臂遥操作系统，其特征在于，所述操作六自由度遥操作杆，对六自由度机械臂在三维空间的位置进行细调整，对六自由度机械臂的姿态进行调整的具体步骤如下：

上位机根据下式计算六自由度机械臂的位移调整情况：

其中，ΔX_t、ΔY_t和ΔZ_t分别为六自由度遥操作杆的万向节在自身的基坐标X、Y、Z轴方向上的移动增量；

上位机根据计算结果，下发信号到六自由度机械臂，驱动六自由度机械臂按照计算结果进行位移的细调整；

上位机读取六自由度遥操作杆当前的姿态矩阵为

在开关按钮按下的瞬间,此时从六自由度遥操作杆到六自由度机械臂的映射矩阵

如下：

保持在开关按钮按下的状态,转动六自由度遥操作杆，对上式进行变化即可求解得到六自由度机械臂的姿态矩阵

如下：

其中，

为六自由度遥操作杆当前的姿态矩阵为

的转置，

为六自由度机械臂的基坐标与遥操纵杆的基坐标之间的旋转矩阵参数

的转置。

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