块5的输入，信号处理模块5的输出接伺服阀8和开关阀9 ;模拟电位器6通过传感 器集束系统7接工控机4的输入。所述遥控器1的指令，通过光纤发送模块2和光纤接收 模块3下发给工控机4,工控机4通过信号处理模块5下发速度指令、开关驱动指令给液压 系统。
[0039] 参见图2,所述遥控器1采集板包括模拟量采集模块10、数字量采集模块11、磁藕 隔离模块112、磁藕隔离模块1113、磁藕隔离模块11114、复位电路15、JTAG电路16、微处理 器17、串口驱动电路18、晶振电路19。模拟量采集模块10采集7路模拟摇杆的数据，数字 量采集模块11采集带锁按键、自复位按键的数据，并经过微处理器17处理后，经过串口驱 动电路18、无线发送模块2,发送给无线接收模块3。
[0040] 参见图3,所述机械臂为5自由度，机械结构包括基座，基座上安装有大臂，大臂可 以实现腰部回转、大臂俯仰，上端为肩关节，小臂安装在肩关节上，小臂可以实现腕部回转， 小臂的前端与手爪连接。
[0041] 参见图4,大持重液压小吊臂处于自动运动方式时，按照事先编写好的运动控制程 序自动循环执行，直到按下控制面板上的暂停按键。
[0042] 复位操作例程，复位按钮是否按下，如果没有则例程结束，如果按下则继续判断 Start按钮是否按下，如果没有则等待，如果按下则判断复位符号是否为零，如果为零，则启 动复位运动，检测复位标志开关，直至复位完毕，结束，复位符号如果不为零，则启动归零运 动，到位检测例程，直至复位完毕。
[0043] 参见图5,大持重液压小吊臂主手控制系统分为主端和从端两部分。主端发送命令 给从端，从端反馈信息给主端，操作者操作主手运动，小吊臂控制器实时采集小吊臂电位器 的位置信息并将位置信息发送给主手控制器，机械臂控制器通过对主手的位置跟踪来完成 机械臂的运动，同时主手控制器再将该位置信息发送给手持终端，供显示。主手控制器是小 吊臂控制系统的一部分，主手控制系统是遥控器的控制系统。
[0044] 初始化控制器，主手/坐标系切换按键，然后判断是否主手控制，如果是开始机械 臂位值检测及主手位置检测，机械臂位值检测时向主手控制器发送位值信息，然后将主手、 机械臂位值信息相减，然后判断参数B>e>0,如果满足，则主手向正方向运动，如果-B〈e〈0， 则主手向反方向运动。
[0045] 本申请中，微处理器采用32位TMS320F2812DSP芯片，主频可达150MHz。
[0046] 磁藕隔离模块选用ADI公司的ADuM1400/l/2四通道数字隔离器。两端工作电压 2. 7V~5. 5V，支持低电压工作并能实现电平转换。
[0047] 所述模拟量采集模块采集5自由度模拟主手信号，电压范围0~10V，数字量采集 模块采集11个按键的开关信号，高电平5V、低电平0V，数字量输出模块输出开关信号控制 7组状态指示灯。
[0048] 5自由度模拟主手具备单关节控制、单关节位置反馈及安全监控等功能。
[0049] 工控机采用ARK-5260小型工控机，主频1. 66GHz，支持4路485接口，自带2路PCI 扩展槽，12-24V直流电源供电。
[0050] 信号处理模块输出5路模拟量信号，电流范围0~20ma ;输出1路开关量信号，驱 动电流10A，12V ;输入5路模拟量信号，电压范围0~10V。
[0051] 角度传感器采用WX13-12-15K单圈精密电位器，允许偏差0. 05,标称阻值0~ 15k Ω 0
[0052] 液压伺服阀采用中船重工CSDY1射流管伺服阀，供电电流0~20ma。
[0053] 光纤通信模块包括光纤发送模块2、光纤接收模块3,用于遥控器和工控机之间的 通信，采用工业级RS485总线光纤中继器，光纤类型：单模、多模可选，光口连接器：标配ST， 光纤采用单模光纤，波长1310nm，传输距离0~20Km。
[0054] 本发明还公开了一种大持重小吊臂自主控制方法，包括如下步骤：
[0055] 1)对每个杆件在关节轴处建立一个笛卡儿坐标系（Xl，yi， Zl)，i是1到5之间的所 有正整数，5为自由度数目，再加上基座坐标系（X。，y。，z。）（在机座上的位置和方向可任选， 只要轴沿着第一关节运动轴即可）；
[0056] 2)为每个关节处的杆件坐标系建立4X4奇次变换矩阵，表示与前一个杆件（当前 杆件的前一个杆件）坐标系的关系；
[0057] 3)采用"边算边走"的定时插补算法，计算插补点的位置和姿态；"边算边走"是指 将各插补点进行逆运动学变换后得到的关节位置不用存储，而直接再按这些关节位置开始 运动；
[0058] 4)采用公式法计算每个轴的运动学反解（运动学反解是指已知末端位置和姿态 求每个关节的角度），得出插补周期内的每个轴的运动角度；
[0059] 所述步骤中1)确定和建立每个坐标系采用下面三条规则：每个关节i (i是1到5 之间的所有正整数，5为自由度数目）的运动都绕着Zl轴运动i轴垂直z i i轴并指向离开 I i轴的方向；yji按右手坐标系得要求建立。
[0060] 该发明空间直线插补可分为以下几步完成：
[0061] 输入机器人运动的初始点P。(X。，y。，z。）和终点Pf (xf, yf, zf) (f是final的缩写）运 动速度Pv，加减速时间Ta和插补周期T。，运行时间T ;
[0062] 基本参数的确定和插补点的求解方法。由于机器人空间直线运动需经过加减速和 匀速运动段，因此在进行插补运动前，应确Sp v是否满足加减速要求。方法如下：
[0063] 由 PQ(X。，y。，Z。）和 Pf(xf, yf, zf)得到实际运动距离 Pd= |p QPf I ;由 PjP T a可计算 出加减速段所需距离
则实际运动速度
间1'3和插补时间1'。得出加速步数33。由？。(1。,7。，2。）和？々1；，7 1；，2丄可得空间直线参数 方程
[0065] 因此由式（1)，可得各插补点Pi(Xi, y;，zj (i为各插补点的步号，
所有正整数）到Pc的距离为
[0067] 令第η插补段运动距离为SdW (η = 1，. . .，i) (η是1到i的所有正整 数），（i为各插补点的步号，
之间的所有正整数）可得点PjUPc的距离
到P。的距离，SdW是第i插补 段运动距离），故由式（1)和（2)得到各插补点比例因子k的计算公式如下：
[0069] 由式（3)就可求出k，并得到插补点直角坐标。因此空间直线插补算法关键在于确 定各插补段运动距离sdW。下面介绍运动各段求取S dW方法：
[0070] 加速运动段。由于本文设计的机器人加速段为匀加速运动，故由实际运动速度Cv 和加减速时间Ta求得加速度
因此加速度段上第i个插补点的速度 SctW= iT。· a，可得到
[0072] 匀速运动段。由于本文设计的机器人要求必须经过减速段，而且插补运算为"边算 边走"，故每次进行匀速运动段开始前，必须计算所剩距离能否满足系统减速要求。匀速段 各插补段运动距离S d(1)=Cv·!；
[0073] 减速运动段。由于在求取加速步数&时进行取整计算，因此不能简单的将加速段 加速度取反后规划加速段，这样会引入误差，故减速段加速度应重新计算。经过前面i_l个 插补点后，可得所剩距离LdW = P d-Csd(1 1}，因此可得减速段加速度
则减速度段 上第m个插补点的速度S。，= C v+mT。· a，即可得到
[0075] 该发明采用公式法进行运动学反解（运动学反解是指已知末端位置和姿态求每 个关节的角度： Pt
[0076] ------表示机械臂末端在世界坐标系中的位置； Λ as
[0077] % ?V %------表示机械臂末端在世界坐标系中的姿态； ^ % %
[0078] Θ , Θ 6------表示每个轴运动的角度；
[0079] A,e R4X4(i = 1,2, -,6)------是根据D-Η坐标系建立的各连杆上坐标系间的 转换矩阵。
[0080] s；-----表示 sin Θ i;
[0081] c；------表示