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原文传递面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法

专利名称：	面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法
摘要：	本发明提供了一种面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统和方法，通过PC上位机与MCU下位机进行通信控制，模拟空间在轨服务的柔性臂通信；采用MOS管进行电路开关控制，通过电平转换和SMA驱动电路，以设定时间内对柔性臂进行电流驱动；通过设计仿生柔性操控臂驱动电路，实现SMA收缩与拉伸，完成柔性操控臂的运动控制与柔性操作，为柔性臂结构机构及其柔性操控在空间在轨服务与维护中的应用提供了可靠的理论基础和技术支持。使用直流稳压电源供电，使SMA驱动电路稳定。以解决传统空间关节机械臂和桁架蛇形臂难以满足受限区域、外界冲击下的非合作目标精细柔性操控需求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海交通大学
发明人：	敬忠良;贾鹤;潘汉;乔凌峰;陈务军;杨天洋;刘物己;杨永胜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910048978.8
公开号：	CN109850189A
代理机构：	上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：	庄文莉
分类号：	B64G4/00(2006.01);B;B64;B64G;B64G4
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统，其特征在于，包括: 通信控制模块：通过PC上位机与MCU下位机进行通信控制，模拟空间在轨服务的柔性臂通信；电流驱动模块：采用MOS管进行电路开关控制，通过电平转换和SMA驱动电路，以设定时间内对柔性臂进行电流驱动；电源模块：使用直流稳压电源供电，使SMA驱动电路稳定。 2.根据权利要求1所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统，其特征在于，所述通信控制模块包括PC上位机、MCU下位机，所述通信控制采用串口通信； PC上位机通过串口通信将控制信号传输给MCU下位机，MCU下位机接收控制信号后，将控制信号发送至电流驱动模块进行电平转换。 3.根据权利要求2所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统，其特征在于，所述电流驱动模块包括电平转换模块、SMA驱动模块；电平转换模块接收控制信号，通过电平转换将控制信号转变为高电平信号，所述高电平信号送达至MOS管，使得MOS管导通； MOS管导通使得SMA驱动模块中SMA驱动电路构成回路，PC上位机控制通电时间和通电的SMA驱动电路，对柔性臂进行姿态控制。 4.根据权利要求1所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统，其特征在于，所述PC上位机调用通信代码，匹配对应的串口通信接口，发送控制信号至MCU下位机；所述MCU下位机循环等待上位机发送的控制信息，接收控制信息后，则采用缓存区对控制信息进行解析，得到控制编号，通过控制编号控制对应的SMA驱动电路。 5.根据权利要求3所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动系统，其特征在于，所述通电时间设置为一次请求接收控制信息的时间，通电时间周期为10s。 6.一种面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动方法，其特征在于，包括: 通信控制步骤：通过PC上位机与MCU下位机进行通信控制，模拟空间在轨服务的柔性臂通信；电流驱动步骤：采用MOS管进行电路开关控制，通过电平转换和SMA驱动电路，以设定时间内对柔性臂进行电流驱动；电源步骤：使用直流稳压电源供电，使SMA驱动电路稳定。 7.根据权利要求6所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动方法，其特征在于，所述通信控制步骤包括PC上位机、MCU下位机，所述通信控制采用串口通信； PC上位机通过串口通信将控制信号传输给MCU下位机，MCU下位机接收控制信号后，将控制信号发送至电流驱动步骤进行电平转换。 8.根据权利要求7所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动方法，其特征在于，所述电流驱动步骤包括电平转换步骤、SMA驱动步骤；电平转换步骤接收控制信号，通过电平转换将控制信号转变为高电平信号，所述高电平信号送达至MOS管，使得MOS管导通； MOS管导通使得SMA驱动步骤中SMA驱动电路构成回路，PC上位机控制通电时间和通电的SMA驱动电路，对柔性臂进行姿态控制。 9.根据权利要求6所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动方法，其特征在于，所述PC上位机调用通信代码，匹配对应的串口通信接口，发送控制信号至MCU下位机；所述MCU下位机循环等待上位机发送的控制信息，接收控制信息后，则采用缓存区对控制信息进行解析，得到控制编号，通过控制编号控制对应的SMA驱动电路。 10.根据权利要求8所述的面向轨道清理的空间仿生柔性操控臂驱动方法，其特征在于，所述通电时间设置为一次请求接收控制信息的时间，通电时间周期为10s。
所属类别：	发明专利