本發(fā)明涉及新型服務(wù)與醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說是一種用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器與控制方法。

背景技術(shù)：

人機(jī)接觸、交互、合作正在成為新一代機(jī)器人發(fā)展的主流方向。傳統(tǒng)機(jī)器人被設(shè)計(jì)為禁止在工作時(shí)與人接觸，以保證人身安全。對(duì)于新型服務(wù)機(jī)器人來說，與人和環(huán)境的接觸正在發(fā)展成為不可避免的趨勢(shì)，而對(duì)于新型服務(wù)醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，這種接觸更將必然發(fā)生。

由于傳統(tǒng)機(jī)器人的工作場(chǎng)合往往具有結(jié)構(gòu)化或無人化的特點(diǎn)，并且在這些場(chǎng)合中應(yīng)用的機(jī)器人常常被隔離在安全圍欄中用于做固定模式的重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)通過在其周圍設(shè)置各種類型的傳感器以判斷人員的接近并發(fā)出安全警報(bào)。這些采用靜態(tài)安全設(shè)備的機(jī)器人只能完成程序化的工作，并且不具備與人交互的能力，因此無法直接利用來輔助人完成各種復(fù)雜多變的日常行為和康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)。

新一代機(jī)器人將應(yīng)用到越來越廣泛的服務(wù)與醫(yī)療領(lǐng)域，并且人與機(jī)器人也將越來越緊密的合作，尋求新型人機(jī)交互的安全保障手段將成為急需突破的實(shí)際難題。

常見的人機(jī)安全保護(hù)手段有安裝力/力矩傳感器、設(shè)置接近傳感器和限制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度等。但是安裝昂貴的力/力矩傳感器會(huì)大幅增加機(jī)器人成本，且力/力矩傳感器為剛性元件，只能起到力/力矩檢測(cè)功能，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的安全反應(yīng)。而接近傳感器只能檢測(cè)到一定區(qū)域的人機(jī)相對(duì)位置，安全范圍過于保守。而通過降低運(yùn)動(dòng)速度來獲得安全性的方式大大限制了機(jī)器人潛力的發(fā)揮，無法體現(xiàn)出機(jī)器人的靈活性和工作高效性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有機(jī)械柔性，能夠保證人機(jī)接觸安全舒適的新的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器及其控制方法，使得機(jī)器人關(guān)節(jié)具有機(jī)械的柔順性和可調(diào)整的剛度。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器，包括電機(jī)控制器通過信號(hào)線與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，電機(jī)控制器通過電力線與直流電機(jī)連接，對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行伺服控制；

電機(jī)控制器通過總線連接實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，接收計(jì)算機(jī)在每個(gè)控制周期所生成的控制量，并對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出端連接實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，輸入端連接模擬多路選擇器，接收選擇信號(hào)；

旋轉(zhuǎn)編碼器、直流電機(jī)和減速箱依次連接；

換向器的輸入端連接減速箱，輸出端的輸出軸線上設(shè)置由依次固定連接的彈性元件、彈簧連桿轉(zhuǎn)接件和機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

第一絕對(duì)角度傳感器同軸設(shè)置于彈性元件上，用于測(cè)量換向器輸出軸的絕對(duì)位置；第二絕對(duì)角度傳感器設(shè)置于所述機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿，用于測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿的絕對(duì)位置；所述第一絕對(duì)角度傳感器和第二絕對(duì)角度傳感器的輸出端連接所述模擬多路選擇器的模擬輸入端。

所述彈性元件為一種平面螺旋線形的線性元件，截面為矩形。

所述直流電機(jī)為內(nèi)置霍爾傳感器的直流無刷電機(jī)，所述霍爾傳感器通過信號(hào)線連接電機(jī)控制器。

所述模擬多路選擇器為二選一模擬多路選擇器，具有三個(gè)輸入端口，分別是選通端口、第一模擬輸入端口和第二模擬輸入端口，具有一個(gè)輸出端口為模擬輸出端口。

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)通用數(shù)字I/O端口，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道與模擬多路選擇器的模擬輸出端口相連，通用數(shù)字I/O端口與模擬多路選擇器的選通端口相連，用于選通相應(yīng)的絕對(duì)角度傳感器，并將被選通 的絕對(duì)角度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

絕對(duì)角度傳感器的輸出量在系統(tǒng)掉電的情況下不丟失。

一種用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：由絕對(duì)角度傳感器獲取機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿絕對(duì)位置；

步驟2：由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將絕對(duì)角度傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入到實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中；

步驟3：實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)原始的電機(jī)控制輸入量和獲取到的機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿絕對(duì)位置計(jì)算新的電機(jī)控制量；

步驟4：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將新的電機(jī)控制量輸出到電機(jī)控制器，對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制。

還可以使用低通濾波器對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)角度數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波降噪處理，再輸入到實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

所述新的電機(jī)控制量為：

θ_sn＝K₁θ_s-K₂θ₂

其中，θ_sn是新的電機(jī)控制量，θ_s為原始的電機(jī)控制輸入量，θ₂為機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿轉(zhuǎn)角的絕對(duì)位置，K₁為原始電機(jī)控制量權(quán)重系數(shù)，K₂為機(jī)器人關(guān)節(jié)角度權(quán)重系數(shù)。

所述原始電機(jī)控制量權(quán)重系數(shù)K₁的計(jì)算過程：

所述機(jī)器人關(guān)節(jié)角度權(quán)重系數(shù)K₂的計(jì)算過程為：

其中，K′為所期望獲得的機(jī)器人關(guān)節(jié)等效剛度系數(shù)，K為安裝于機(jī)器人關(guān)節(jié)的彈性元件的特征剛度系數(shù)。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明能夠?qū)C(jī)器人手臂的質(zhì)量和機(jī)器人底座的質(zhì)量通過彈性元件隔離開來，當(dāng)人或環(huán)境和機(jī)器人發(fā)生物理碰撞的過程中，通過彈性元件的吸收和釋放能量來產(chǎn)生緩沖效果從而減小人與環(huán)境和機(jī)器人碰撞力的大小，避免對(duì)人和環(huán)境造成傷害。在使用固定剛度的彈性元件的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用基于軟件控制的等效剛度控制方法，以獲得在不同工況下需要的不同關(guān)節(jié)剛度，有助于擴(kuò)展該機(jī)器人的使用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的立體示意圖；

圖3為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的連桿角度傳感器主視圖；

圖4為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的減速箱角度傳感器和電機(jī)控制器主視圖；

圖5為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的彈性元件主視圖；

圖6為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的彈性元件安裝示意圖；

圖7為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的可變剛度控制方法的流程圖；

其中1為旋轉(zhuǎn)編碼器，2為直流無刷電機(jī)，3為減速箱，4為彈性元件，5為彈簧連桿轉(zhuǎn)接件，6為機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿，7為第二絕對(duì)角度傳感器，8為第一絕對(duì)角度傳感器，9為模擬多路選擇器，10為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，11為實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，12為電機(jī)控制器，13為換向器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器主要包括：增量式光電脈沖編碼器1，每圈可計(jì)數(shù)2000個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出軸的精確控制；帶霍爾傳感器的直流無刷電機(jī)2，用于提供驅(qū)動(dòng)力輸出；減速箱3，用于降低轉(zhuǎn)速，提高驅(qū)動(dòng)力矩；彈性元件4，能有效隔離機(jī)器人基座慣性負(fù)載，緩沖吸收沖擊能量；彈簧連桿轉(zhuǎn)接件5，用于連接彈性元件與機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿；機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿6；第一絕對(duì)角度傳感器8、第二絕對(duì)角度傳感器7，分別安裝于減速箱3輸出軸和機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿6軸上，用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置；模擬多路選擇器9，分別選通每個(gè)角度傳感器進(jìn)行角度測(cè)量；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10，控制多路選擇器選通某個(gè)角度傳感器，將角度傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)11，定時(shí)采集角度傳感器信息，并控制電機(jī)按照控制算法轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)控制器12，采集光電脈沖編碼器1和直流無刷電機(jī)2內(nèi)部的霍爾傳感器信號(hào)并對(duì)直流無刷電機(jī)2進(jìn)行實(shí)際控制。

如圖2所示本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的立體示意圖。旋轉(zhuǎn)光電脈沖編碼器1、直流無刷電機(jī)2、減速箱3在機(jī)械結(jié)構(gòu)上為同軸線安裝，并通過換向器13轉(zhuǎn)換傳動(dòng)方向，從而保證緊湊的關(guān)節(jié)安裝空間。電機(jī)控制器12安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)上，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的集成度。

如圖3所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的連桿角度傳感器主視圖；第二絕對(duì)角度傳感器7與二選一模擬多路選擇器9安裝于同一塊PCB板上，節(jié)約了安裝空間，減小了走線長(zhǎng)度，降低了信號(hào)干擾，提高了角度傳感器輸出模擬信號(hào)的精度。

如圖4所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的減速箱角度傳感器和電機(jī)控制器主視圖。電機(jī)控制器12安裝于換向器13背面，采用EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線與實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)11通信，方便構(gòu)成多級(jí)關(guān)節(jié)組成的多自由度機(jī)器人系統(tǒng)。

如圖5所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的彈性元件主視 圖。彈性元件4采用阿基米德螺旋線形平面渦卷彈簧形式，具有結(jié)構(gòu)緊湊，線性度好，占用空間小的優(yōu)點(diǎn)。通過將中心端插入帶開槽的輸出軸與上一級(jí)傳動(dòng)連接。

彈性元件為一種線性元件，其由于發(fā)生彈性形變所產(chǎn)生的恢復(fù)力的大小與所發(fā)生的形變的大小成正比，且方向相反，并可采用如下公式計(jì)算：

τ＝K(θ₁-θ₂)

其中，τ是彈性元件由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生施加于連桿上的恢復(fù)力，K為恢復(fù)力大小與彈性元件所發(fā)生彈性形變大小的比例系數(shù)，θ₁為減速箱輸出軸所轉(zhuǎn)過的絕對(duì)角度值，θ₂為機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿轉(zhuǎn)角的絕對(duì)位置。

如圖6所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的彈性元件安裝示意圖。彈簧連桿轉(zhuǎn)接件5負(fù)責(zé)將機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿6與彈性元件4外端進(jìn)行固定。彈簧外端通過將自身插入彈簧連桿轉(zhuǎn)接件5上的槽孔進(jìn)行固定，彈簧連桿轉(zhuǎn)接件5與機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿6通過螺紋連接進(jìn)行固定。

如圖7所示為本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的可變剛度控制方法的流程圖。本發(fā)明的用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的可變剛度控制方法主要由四個(gè)步驟組成：

步驟1：初始化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10和電機(jī)控制器12的通訊總線，設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10和電機(jī)控制器12的初始狀態(tài)，包括設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10的采樣頻率，采樣分辨率，濾波器參數(shù)，參考電壓大小，設(shè)置電機(jī)控制器12中的直流無刷電機(jī)2初始位置，其中直流無刷電機(jī)2初始位置為第一絕對(duì)角度傳感器8所指示的初始位置與減速箱3的減速比之積，設(shè)置電機(jī)控制器12的使用模式。本發(fā)明采用位置模式對(duì)直流無刷電機(jī)2進(jìn)行控制。

步驟2：從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10讀取當(dāng)前絕對(duì)角度傳感器數(shù)值，設(shè)定需要的機(jī)器人關(guān)節(jié)等效剛度值和減速箱3輸出軸初始期望位置，其中所設(shè)定的初始值可通過在程序運(yùn)行過程中通過實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)11的人機(jī)界面直接輸入，也可以通過讀取事先保存好的數(shù)據(jù)文件來獲得。

步驟3：根據(jù)輸入的期望剛度和輸出軸期望位置，采用本發(fā)明的控制算法計(jì)算新的減速箱3輸出軸期望位置，其計(jì)算方法如下公式所示：

θ_sn＝K₁θ_s-K₂θ₂

其中，θ_sn是實(shí)際的電機(jī)控制量，將由控制系統(tǒng)輸入到電機(jī)控制器中對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)際控制，θ_s為電機(jī)的原始控制量，θ₂為機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿轉(zhuǎn)角的絕對(duì)位置，K₁為原始電機(jī)控制量權(quán)重系數(shù)，K₂為機(jī)器人關(guān)節(jié)角度權(quán)重系數(shù)。

電機(jī)實(shí)際控制量生成公式中的兩個(gè)權(quán)重系數(shù)并不完全獨(dú)立，而是分別采用下面的公式和公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，K′為所期望獲得的機(jī)器人關(guān)節(jié)等效剛度系數(shù)，K為安裝于機(jī)器人關(guān)節(jié)的彈性元件的特征剛度系數(shù)。

本發(fā)明通過在機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)環(huán)節(jié)中串聯(lián)安裝彈性元件的方式使得機(jī)器人在與人和環(huán)境互動(dòng)的過程中獲得被動(dòng)的機(jī)械柔性。該機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器包括：依次串聯(lián)的光電脈沖編碼器、帶霍爾傳感器的直流無刷電機(jī)、減速箱、彈性元件、彈簧連桿轉(zhuǎn)接器、機(jī)器人手臂連桿，其特征在于還包括：電機(jī)控制器，連接到光電脈沖編碼器的數(shù)據(jù)線并為其提供電源，同時(shí)連接到直流無刷電機(jī)的霍爾傳感器數(shù)據(jù)線和電源線，并連接到無刷電機(jī)的電力線，通過霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置從而生成對(duì)應(yīng)方向的激勵(lì)電流驅(qū)動(dòng)無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)同軸安裝的光電脈沖編碼器產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)輸入到電機(jī)控制器，電機(jī)控制器通過對(duì)編碼器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)從而精確地控制電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和位置，通過控制流過電機(jī)電力線的電流從而控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)子通常具有較高的額定轉(zhuǎn)速，通過在電機(jī)輸出軸上安 裝一個(gè)適當(dāng)減速比的減速箱，來降低關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速，提高驅(qū)動(dòng)力矩。

彈性元件采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2MnA作為材料，其外形為一種平面阿基米德螺旋線形，其截面為矩形。使用這種平面渦卷形式的彈性元件，其彈性形變——恢復(fù)力為近似線性關(guān)系，

該驅(qū)動(dòng)器在減速箱輸出軸和機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿軸上分別安裝有角度傳感器，用來測(cè)量在機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)過程中減速箱輸出軸的位置和機(jī)器人手臂的位置。該傳感器為輸出量為絕對(duì)值，其值掉電不丟失，任何時(shí)候機(jī)器人接通電源后均可以隨時(shí)獲得減速箱輸出軸和關(guān)節(jié)連桿軸的絕對(duì)位置。其中減速箱輸出軸的上電位置同時(shí)用來補(bǔ)充光電脈沖編碼器提供的位置信息給電機(jī)控制器，從而實(shí)現(xiàn)減速器輸出軸的絕對(duì)位置控制。

該驅(qū)動(dòng)器還包括一個(gè)二選一模擬多路選擇器，用于選通哪個(gè)角度傳感器處于工作狀態(tài)，其型號(hào)為ADG1419，該選擇器具有三個(gè)輸入端口，分別是選通端口，模擬輸入端口和模擬輸入端口，一個(gè)輸出端口，為模擬輸出端口。當(dāng)選通端口為低電平時(shí)，模擬輸出端口與模擬輸入端口導(dǎo)通，與模擬輸入端口斷開，當(dāng)選通端口為高電平時(shí)，模擬輸出端口與模擬輸入端口導(dǎo)通，與模擬輸入端口斷開，該多路選擇器的兩個(gè)模擬輸入端口分別與兩個(gè)絕對(duì)角度傳感器輸出端相連。

該驅(qū)動(dòng)器還包括一個(gè)單通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)部包含一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，和一個(gè)通用數(shù)字I/O。其模擬輸入通道與二選一模擬多路選擇器輸出端口相連，通用數(shù)字I/O與選擇器的選通端口相連，用于將被選通的絕對(duì)角度傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

該驅(qū)動(dòng)器還包括一個(gè)實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中電機(jī)控制器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過總線與實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。該實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為一個(gè)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)，具有固定的采樣周期和控制周期。在每個(gè)采樣周期內(nèi)，計(jì)算機(jī)通過總線控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別選通兩個(gè)絕對(duì)角度傳感器，并發(fā)送指令要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)所選通的角度傳感器信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)字量結(jié)果通過總線發(fā)回給計(jì)算 機(jī)進(jìn)行處理，在一個(gè)采樣周期內(nèi)，該過程對(duì)每個(gè)角度傳感器分別進(jìn)行一次。在每個(gè)控制周期內(nèi)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行一遍控制算法，該算法根據(jù)期望的關(guān)節(jié)剛度、系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，包括連桿當(dāng)前位置、電位器輸出軸當(dāng)前位置、彈性元件實(shí)際剛度計(jì)算電機(jī)控制量。

本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)器具有可被反向驅(qū)動(dòng)的能力，通過角度位置傳感器測(cè)量驅(qū)動(dòng)器輸出軸與連桿端的角度并輸入實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)過換算可得所串聯(lián)彈性元件的變形量以及連桿端輸出力矩的大小。同時(shí)控制系統(tǒng)將使用所得的關(guān)節(jié)角度與輸出力矩信息，并根據(jù)所設(shè)置的關(guān)節(jié)等效柔性與連桿角度位置指令對(duì)直流電機(jī)輸出軸進(jìn)行伺服控制。