，四号齿 轮22用于通过齿形带20带动Ξ号齿轮21转动；
[0089] 二号处理器的二号编码器16用于检测手轮15转轴的角位移，二号编码器16的信号 输出端通过二号差分/TTL电平转换电路连接二号处理器的手轮角位移信号输入端，二号处 理器的控制信号输出端通过Η桥驱动器25连接磁粉制动器19的控制信号输入端，霍尔电流 传感器用于检测磁粉制动器19的驱动电流，霍尔电流传感器的电流检测信号输出端连接二 号处理器的电流反馈信号输入端，二号处理器的CAN总线接口用于发送位置指令W及接收 力反馈信号。
[0090] 本实施方式所述手操设备在使用时，操作者转动手轮15,二号编码器16(二号编码 器采用光电编码器实现)记录了手轮15的转动位移，该信号作为夹持位置指令通过CAN总线 传送到夹持装置中；另一方面，二号处理器通过CAN总线接收夹持臂上的压力信息，并将它 转化成磁粉制动器19的控制量，夹持臂上压力越大，相应的磁粉制动器19的阻尼力矩也越 大。操作者在旋动手轮15时，通过感受阻尼力矩的变化，就会了解到夹持臂上的压力情况。
[0091] 该手操设备的最大特点是采用磁粉制动器作为阻尼力矩控制的执行器件。上述手 动操作设备中的磁粉制动器19是力反馈手动操作设备的核屯、器件，其主要功能是根据夹持 装置力反馈的情况，在手轮15的转轴上产生相应的阻尼力矩。一些被动控制型手操力反馈 机构采用弹黃作为执行器件，弹黃的缺点是不灵活，弹力范围很难改变，并且需要额外的锁 定装置;有些主动控制型手操采用电机进行力反馈控制，电机需要工作在力矩控制状态，因 此也需要额外的锁定装置提供平衡力矩使手轮处于力平衡状态。因此，磁粉制动器更加适 合于运种工况，因为磁粉制动器始终提供阻尼力矩。
[0092] 磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递阻尼扭矩的，在同滑差无关的情况下 能够传递一定的转矩，具有响应速度快，结构简单，无污染，无噪音，无冲击振动等优点。其 最大的特点是其激磁电流和阻尼转矩成基本的线性关系，本实施方式利用此特点，通过调 节磁粉制动器的激磁电流，进而调整磁粉制动器的阻尼转矩。
[0093] 磁粉制动器的特性曲线显示，驱动电流与输出阻尼力矩成近似的比例关系。即精 确控制磁粉制动器回路的电流可W使手轮轴上的阻尼力矩连续可调。为了使磁粉制动器上 的电流精确可调，在手动操作设备中设计了闭环力反馈控制环节。
[0094] 手操设备W二号处理器为核屯、，二号处理器可采用单片机、DSP、ARM、FPGA等实现， 各单元具功能如下：
[00M]定时器:定时器在系统复位后启动，定时器工作周期设定为1ms，在定时中断服务 程序中，完成磁粉制动器驱动的电流闭环控制；
[0096] PWM单元:主要完成脉宽调制信号的发生，PWM信号用于驱动主回路化桥电路）的功 率器件，进而调节加在磁粉制动器上的平均电流，从而使磁粉制动器产生需要的阻尼力矩；
[0097] 计数器:通过对手轮上的编码器信号的读取，即可获得夹持位置操作信息，即获得 夹持位置控制指令信息；
[0098] CAN总线接口 ：通过CAN总线接口，可实现对现场夹持装置进行参数设置、给现场的 夹持装置输入夹持位置控制指令、W及接收现场力反馈的回传等，设置的参数包括:力/位 移转换参数，夹持力极限参数，夹持臂位置极限参数等；
[0099] A/D转换接口 ：通过A/D转换接口，可W获得霍尔电流传感器信号，此信号用于磁粉 制动器的电流控制的反馈；
[0100] GPI0单元(通用输入输出单元）：该单元与拨码开关连接，主要完成远程夹持操作 的粗精调控制，具体过程如下，当拨码开关调到粗调档位时，将二号编码器的计数乘W10， 再输出给夹持装置；当拨码开关调到精调档位时，直接将二号编码器的计数值输出给夹持 装置，最大限度地方便远程操作。
[0101 ]【具体实施方式】九:结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式是对实施方式八 所述的手操设备的进一步限定，本实施方式中，所述的二号处理器内嵌入手操控制模块，所 述手操控制模块包括W下单元：
[0102] 位置指令发送单元:将二号编码器16发来的信号转换为两个V型定位夹持臂8的位 置指令，并向夹持装置发送该位置指令；
[0103] 压力信号接收单元:接收夹持装置发来的压力信号，所述压力信号即为阻尼力矩 指令；
[0104] 等效阻尼力矩获得单元:采集霍尔电流传感器发来的电流信号，并根据磁粉制动 器19的电流-阻尼力矩关系曲线将所述电流信号转换为等效阻尼力矩；
[0105] 力矩偏差计算单元:计算力矩偏差计，所述力矩偏差计=阻尼力矩指令一等效阻 尼力矩；
[0106] 磁粉制动器控制信号发送单元:利用闭环控制算法(如PID控制算法)将所述力矩 偏差转换为磁粉制动器控制信号，并将该磁粉制动器控制信号发送给Η桥驱动器25。
[0107] 手操设备的工作流程和原理如图10和图11所示。手操设备的力反馈是通过调整磁 粉制动器上的阻尼力矩控制实现的。阻尼力矩的调节过程如下:将现场夹持装置发来的夹 持压力信号进行比例处理，此数据与反馈回来的等效阻尼力矩（即与霍尔电流传感器检测 信号相对应阻尼力矩)作比较，偏差信号发送给PWM单元，PWM单元再向Η桥驱动器发送信号， Η桥驱动器调节磁粉制动器的激磁电压，进而控制磁粉制动器的阻尼力矩。霍尔电流传感器 的值可近似等效为磁粉制动器的阻尼力矩信号，反馈给二号控制器。此处利用了磁粉制动 器激磁电流和阻尼转矩成基本的线性关系的特点。图11中，I表示激磁回路电流，Τ表示磁粉 制动器输出阻尼转矩，Te表示由激磁电流等效的阻尼转矩，I与Te的关系由磁粉制动器特性 曲线决定，近似为线性关系。
【具体实施方式】 [0108] 十:本实施方式是实施方式一所述的夹持装置的控制方法，所述方 法由嵌入在一号处理器内的软件实现，所述方法包括W下步骤：
[0109] 位置指令接收步骤:接收位置指令；
[0110] 压力采集步骤:采集压力传感器发来的压力信号；
[0111] 压力信号发送步骤:将压力传感器发来的压力信号发送给手操设备；
[0112] 力反馈等效位移获得步骤:利用力/位移转换函数将采集到的压力信号转换为力 反馈等效位移；
[0113] 夹持臂当前位置获得步骤:将一号编码器4发来的信号转换为夹持臂当前位置信 息；
[0114] 位移偏差计算步骤：计算位移偏差，所述位移偏差二位置指令一力反馈等效位 移一夹持臂当前位置；
[0115] 电机控制信号发送步骤:利用闭环控制算法(如PID控制算法)将所述位移偏差转 换为电机控制信号，并将该电机控制信号发送给驱动电路12。
【具体实施方式】 [0116] 十一:结合图7说明本实施方式，本实施方式是对实施方式十所述的 控制方法的进一步限定，本实施方式中，力反馈等效位移获得步骤中的力/位移转换函数 为：
[0117]
[011引其中，d为力反馈等效位移，f为V型定位夹持臂8所承受的压力，kl、k2和k3分别为欠 压力夹持区、压力夹持区和过压力夹持区的增益系数，时为欠压力夹持区的压力上限，fl为 过压力夹持区的压力下限。柔顺控制过程中最重要的是基于压力分区处理的增益分段式力 反馈等效位移法，原理如图7所示。力/位移转换函数通常与被夹持物的性状有关。为简单起 见，我们将力/位移转换函数设置为如图7所示的分段线性的形式。其中，f由处理器通过压 力传感器获得。如图7可知力/位移转换函数关系分为3段：
[0119] l、0<f <fo属于欠压力夹持区，运一范围的增益为ki，增益较低，在此区域内的压 力反馈等效位移是：
[0120] d = kif,0<f <fo
[0121] 在此区域，由于夹持压力较小，相应的力反馈等效位移也较小，此时反馈主要由编 码器位移决定。
[0122] 2、fo<f <fi属于压力夹持区，运个范围的增益为k2,属于中等增益，夹持装置能够 正常夹持物体的工作夹持力（即标称夹持力）即分布在运一区域：
[0123] d = kifo+k2(f-fo),fo<f <fi
[0124] 此时系统的编码器位移与力反馈等效位移在反馈中所占的权重相当，反馈由运两 个因素共同决定。
[0125] 3、f >fi属于过压力夹持区（或称为破坏性夹持区），运个范围的增益为k3,为高增 益。若夹持装置W运个范围的力进行夹持操作，被夹工件会因夹持力过大而受到破坏。为 此，我们将该增益设置为最高：
[0126] d = kif〇+k2(f0) +k3(f-f 1)，f > f2
[0127] 此时系统反馈主要由力反馈等效位移决定。
[0128] 为使夹持装置具有更好的适应性，力/位移转换函数的关键参数即增益切换点时、 山^及增益系数山、1?、1?可通过串口输入到一号处理器中。
【具体实施方式】 [0129] 十二:本实施方式是对实施方式十所述的控制方法的进一步限定， 本实施方式中，所述控制方法还包括：
[0130] 压力阔值比较步骤:判断采集到的压力信号是否超出阔值，并在判断结果为是时 结束所述方法，在判断结果为否时重新执行压力阔值比较步骤。
[0131] 压力阔值可通过串口输入到一号处理器中。压力阔值比较步骤能够避免夹