[发明专利]一种主从机器人遥操作的方法

权利要求书

1.一种主从机器人遥操作方法，包括步骤如下：

A1.主端机器人发出指令；

A2.确定主端机器人的自由度，建立虚拟分解矩阵单元；

A3.确定从端机器人的自由度，建立虚拟分解矩阵单元；

A4.相同数量的虚拟分解矩阵单元，将根据下列式子可生成相同数量的虚拟关节：

其中，i＝1,2,…,l，X＝M,S；

V_i^X为虚拟分解矩阵单元，S^X(t)为状态向量，M为主端机器人，S为从端机器人，为虚拟关节，i为自由度，X＝M,S表示X的取值情况为M和S；

A5.主从端机器人相对应的虚拟关节组成虚拟关节对；

A6.将所有虚拟关节对的相似度矩阵进行相加，形成虚拟关节的映射，将上述发出的指令转化为从端机器人的指令，从而实现对从端机器人的控制。

2.根据权利要求1所述主从机器人遥操作方法，所述虚拟分解矩阵单元V_i^X的表达式为：

是主端第i个虚拟关节包含的自由度的数目,是从端第i个虚拟关节包含的自由度的数目,m为主端的自由度的数量，n为从端的自由度的数量；

所述虚拟分解矩阵单元V_i^X，每行有且仅有一个1元素，而每列最多有一个1元素，其余均为零。

3.根据权利要求2所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，通过多个所述虚拟分解矩阵单元建立虚拟分解矩阵，所述虚拟分解矩阵定义如下：

其中，X＝M,S。

4.根据权利要求2所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，通过所述虚拟关节对的相似性对主从端机器人运动相似度进行度量，运动相似矩阵定义如下：

其中，是虚拟关节随时间的导数，0α1，而α是权重因子，表示的是主端与从端机器人的虚拟关节在静态下的运动相似性，表示的为主从端之间的动态相似性。

5.根据权利要求4所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，所述权重因子α决定了主从端机器人的虚拟关节在静态下的运动相似度与主从端机器人的虚拟关节在动态下的运动相似度的相对权重。

6.根据权利要求4所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，所述虚拟关节映射转化成一个最优化表达式为：

所述k_i为第i个虚拟关节的权重因子。

7.根据权利要求6所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，所述的i＝1,2,…,l，所述的虚拟关节映射转化为传统的关节空间矩阵度量法。

8.根据权利要求6所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，所述l＝1，V₁^M＝I_m,V₁^S＝I_n，所述I_m表示阶数为m×m的单位阵，所述I_n表示阶数为n×n的单位阵，所述的虚拟关节映射转化为传统的基于笛卡尔空间的度量方法。

9.根据权利要求1所述主从机器人遥操作方法，其特征在于，所述主端机器人和从端机器人的构型不一致。