Design and Implementation of Hot-line Working Robot Master-slave ...

duewestseaurchinΤεχνίτη Νοημοσύνη και Ρομποτική

14 Νοε 2013 (πριν από 3 χρόνια και 7 μήνες)

53 εμφανίσεις

D e s i g n
D e s i g nD e s i g nD e s i g n a n d
a n da n da n d I m p l e m e n t a t i o n
I m p l e m e n t a t i o nI m p l e m e n t a t i o nI m p l e m e n t a t i o n o f
o fo fo f H o t - l i n e
H o t - l i n eH o t - l i n eH o t - l i n e W o r k i n g
W o r k i n gW o r k i n gW o r k i n g R o b o t
R o b o tR o b o tR o b o t
M a s t e r - s l a v e
M
a s t e r - s l a v eM a s t e r - s l a v e
M a s t e r - s l a v e M a n i p u l a t o r
M
a n i p u l a t o rM a n i p u l a t o r
M a n i p u l a t o r
X i a o L v,S h o u - y i n L u
A b s t r a c t
A b s t r a c t
A b s t r a c tA b s t r a c t — T h e
T h e
T h eT h e H o t - l i n e
H
o t - l i n e
H o t - l i n eH o t - l i n e W o r k i n g
W
o r k i n g
W o r k i n gW o r k i n g R o b o t
R
o b o t
R o b o tR o b o t i s
i
s
i si s a
a
aa k i n d
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i n d
k i n dk i n d o f
o
f
o fo f l i v e
l
i v e
l i v el i v e w o r k i n g
w
o r k i n g
w o r k i n gw o r k i n g
e q u i p m e n t
e
q u i p m e n t
e q u i p m e n te q u i p m e n t d e v e l o p e d
d
e v e l o p e d
d e v e l o p e dd e v e l o p e d f o r
f
o r
f o rf o r d i s t r i b u t i o n
d
i s t r i b u t i o n
d i s t r i b u t i o nd i s t r i b u t i o n l i v e
l
i v e
l i v el i v e l i n e
l
i n e
l i n el i n e w o r k
w
o r k
w o r kw o r k w h i c h
w
h i c h
w h i c hw h i c h i s
i
s
i si s
s a f e,
s a f e,s a f e,s a f e,r e l i a b l e.
r e l i a b l e.r e l i a b l e.r e l i a b l e.A
A AA f o r c e
f o r c ef o r c ef o r c e f e e d b a c k
f e e d b a c kf e e d b a c kf e e d b a c k m a s t e r - s l a v e
m a s t e r - s l a v em a s t e r - s l a v em a s t e r - s l a v e t e l e o p e r a t i o n
t e l e o p e r a t i o nt e l e o p e r a t i o nt e l e o p e r a t i o n
s y s t e m
s y s t e ms y s t e ms y s t e m i s
i si si s d e s i g n e d,
d e s i g n e d,d e s i g n e d,d e s i g n e d,w h i c h
w h i c hw h i c hw h i c h c o n s i s t s
c o n s i s t sc o n s i s t sc o n s i s t s o f
o fo fo f a
a aa f o r c e
f o r c ef o r c ef o r c e f e e d b a c k
f e e d b a c kf e e d b a c kf e e d b a c k
m a s t e r - h a n d,
m
a s t e r - h a n d,
m a s t e r - h a n d,m a s t e r - h a n d,a
a
aa s l a v e - h a n d,
s
l a v e - h a n d,
s l a v e - h a n d,s l a v e - h a n d,a n d
a
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a n da n d f o r c e - f e e d b a c k
f
o r c e - f e e d b a c k
f o r c e - f e e d b a c kf o r c e - f e e d b a c k c o n t r o l
c
o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o l m o d u l e
m
o d u l e
m o d u l em o d u l e
o f
o fo fo f m a s t e r - s l a v e
m a s t e r - s l a v em a s t e r - s l a v em a s t e r - s l a v e p a t t e r n.
p a t t e r n.p a t t e r n.p a t t e r n.D e s i g n
D e s i g nD e s i g nD e s i g n a n d
a n da n da n d c o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o lc o n t r o l m e t h o d
m e t h o dm e t h o dm e t h o d o f
o fo fo f t h e
t h et h et h e
f o r c e - f e e d b a c k
f o r c e - f e e d b a c kf o r c e - f e e d b a c kf o r c e - f e e d b a c k m a s t e r - h a n d,
m a s t e r - h a n d,m a s t e r - h a n d,m a s t e r - h a n d,s l a v e - h a n d
s l a v e - h a n ds l a v e - h a n ds l a v e - h a n d a n d
a n da n da n d m o t i o n
m o t i o nm o t i o nm o t i o n c o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o lc o n t r o l
s y s t e m
s y s t e ms y s t e ms y s t e m a r e
a r ea r ea r e i n t r o d u c e d
i n t r o d u c e di n t r o d u c e di n t r o d u c e d i n
i ni ni n d e t a i l,
d e t a i l,d e t a i l,d e t a i l,m a i n l y
m a i n l ym a i n l ym a i n l y i n c l u d i n g
i n c l u d i n gi n c l u d i n gi n c l u d i n g h a r d w a r e
h a r d w a r eh a r d w a r eh a r d w a r e
s e l e c t i o n
s e l e c t i o ns e l e c t i o ns e l e c t i o n o f
o fo fo f c o n t r o l l e r,
c o n t r o l l e r,c o n t r o l l e r,c o n t r o l l e r,h y d r a u l i c
h y d r a u l i ch y d r a u l i ch y d r a u l i c m o t o r,
m o t o r,m o t o r,m o t o r,s e n s o r s
s e n s o r ss e n s o r ss e n s o r s a n d
a n da n da n d s o
s os os o o n
o no no n a n d
a n da n da n d
t h e
t
h et h e
t h e f l o w
f
l o wf l o w
f l o w c h a r t
c
h a r tc h a r t
c h a r t o f
o
fo f
o f c o n t r o l
c
o n t r o lc o n t r o l
c o n t r o l s y s t e m.
s
y s t e m.s y s t e m.
s y s t e m.F i n a l l y,
F
i n a l l y,F i n a l l y,
F i n a l l y,i n t r o d u c e
i
n t r o d u c ei n t r o d u c e
i n t r o d u c e t h e
t
h et h e
t h e s y s t e m's
s
y s t e m'ss y s t e m's
s y s t e m's
p o s i t i o n
p o s i t i o np o s i t i o np o s i t i o n s e r v o
s e r v os e r v os e r v o c o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o lc o n t r o l a n d
a n da n da n d b i l a t e r a l
b i l a t e r a lb i l a t e r a lb i l a t e r a l f o r c e
f o r c ef o r c ef o r c e f e e d b a c k
f e e d b a c kf e e d b a c kf e e d b a c k c o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o lc o n t r o l i n
i ni ni n
p a r t i c u l a r,
p a r t i c u l a r,p a r t i c u l a r,p a r t i c u l a r,a n d
a n da n da n d c o m p a r i n g
c o m p a r i n gc o m p a r i n gc o m p a r i n g t w o
t w ot w ot w o c o n t r o l
c o n t r o lc o n t r o lc o n t r o l m e t h o d s
m e t h o d sm e t h o d sm e t h o d s o f
o fo fo f p o s i t i o n
p o s i t i o np o s i t i o np o s i t i o n
t r a c k i n g
t r a c k i n gt r a c k i n gt r a c k i n g t h r o u g h
t h r o u g ht h r o u g ht h r o u g h t h e
t h et h et h e M A T L A B
M A T L A BM A T L A BM A T L A B s i m u l a t i o n,w h i c h
s i m u l a t i o n,w h i c hs i m u l a t i o n,w h i c hs i m u l a t i o n,w h i c h h a v e
h a v eh a v eh a v e t h e
t h et h et h e
c e r t a i n
c e r t a i nc e r t a i nc e r t a i n r e f e r e n c e
r e f e r e n c er e f e r e n c er e f e r e n c e v a l u e
v a l u ev a l u ev a l u e f o r
f o rf o rf o r t h e
t h et h et h e t e l e o p e r a t i o n
t e l e o p e r a t i o nt e l e o p e r a t i o nt e l e o p e r a t i o n r o b o t
r o b o tr o b o tr o b o t r e s e a r c h.
r e s e a r c h.r e s e a r c h.r e s e a r c h.
K e y w o r d sK e y w o r d sK e y w o r d sK e y w o r d s — h o t - l i n e
h o t - l i n eh o t - l i n eh o t - l i n e w o r k;
w o r k;w o r k;w o r k;r o b o t;
r o b o t;r o b o t;r o b o t;p o s i t i o n
p o s i t i o np o s i t i o np o s i t i o n s e r v o;
s e r v o;s e r v o;s e r v o;M A T L A B
M A T L A BM A T L A BM A T L A B
s i m u l a t i o n
s i m u l a t i o ns i m u l a t i o ns i m u l a t i o n
I.
I.I.I.I N T R O D U C T I O N
H E h o t - l i n e w o r k i n g t e c h n o l o g y i s a m a j o r o v e r h a u l
m e a n t o g u a r a n t e e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y o f t h e p o w e r
s u p p l y e q u i p m e n t,a n d t o i m p r o v e e c o n o m i c b e n e f i t s a n d
s e r v i c e q u a l i t y o f t h e g r i d.A t p r e s e n t,o u r l i v e w o r k i n g
m e t h o d i s s t i l l a r t i f i c i a l l i v e w o r k i n g.A s a r e s u l t,w h e n
o p e r a t i n g,t h e o p e r a t o r w i l l b e i n a h i g h
1
v o l t a g e,
h i g h - a l t i t u d e e n v i r o n m e n t.T h e h a r s h o p e r a t i n g c o n d i t i o n i s
l i k e l y t o l e a d t o p e r s o n a l i n j u r y.T h e r e f o r e,i t i s o f g r e a t
s i g n i f i c a n c e t o d e v e l o p a 1 0 K V h i g h - v o l t a g e l i v e - l i n e
w o r k i n g r o b o t.
L i v e w o r k i n g r o b o t i s a s e t o f h i g h - t e c h p r o d u c t s
i n t e g r a t i n g h i g h - v o l t a g e i n s u l a t i o n,m e c h a n i c a l,h y d r a u l i c,
c o n t r o l a n d c o m p u t e r t e c h n o l o g y a n d o t h e r d i s c i p l i n e s.I n
t h i s f i e l d,t h e f o r e i g n c o u n t r i e s s t a r t e a r l i e r.A n d J a p a n i s o n e
o f t h e c o u n t r i e s w h i c h d o b e t t e r i n t h e r e s e a r c h a n d u s a g e.I n
1 9 8 4,J a p a n s t a r t e d h o t - l i n e r o b o t r e s e a r c h,K y u s h u r e g i o n
a l o n e h a s m o r e t h a n 1 0 0 l i v e w o r k i n g r o b o t w o r k i n g i n t h e
f i e l d.A t p r e s e n t,t h e J a p a n e s e l i v e w o r k i n g r o b o t h a s e n t e r e d
t h e 3 r d g e n e r a t i o n
[ 1 ]
.S p a i n,t h e U n i t e d S t a t e s,C a n a d a,a r e
a l s o c a r r y o u t t h e r e s e a r c h i n t h i s a r e a,i n t h e 2 0 t h c e n t u r y,
M a n u s c r i p t r e c e i v e d J u l y 3 0,2 0 1 2.T h i s w o r k i s s u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l
h i g h t e c h n o l o g y r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t p r o g r a m ( 8 6 3 p r o g r a m ),
N O.2 0 1 2 A A 0 4 1 5 0 6.
X i a o L v i s w i t h S c h o o l o f I n f o r m a t i o n a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g o f
S h a n d o n g J i a n z h u U n i v e r s i t y,J i n a n,2 5 0 1 0 1,C h i n a ( p h o n e:8 6 - 1 5 1 9 4 1 7 8 0 8 9;
f a x:8 6 - 0 5 3 1 - 8 6 3 6 1 9 5 7;e - m a i l:l v x i a o 0 9 5 6 @ 1 6 3.c o m ).
S h o u y i n L u i s w i t h t h e R o b o t i c s R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S h a n d o n g
J i a n z h u U n i v e r s i t y,J i n a n,2 5 0 1 0 1,C h i n a.e - m a i l:s d z n j q r @ 1 6 3.c o m.
t h e m i d - 1 9 8 0 s.
I n o u r c o u n t r y,t h e i n c r e a s i n g o f h i g h d e m a n d f o r
p o w e r d i s t r i b u t i o n r e l i a b i l i t y l e d t o t h e s t r o n g l y
g r o w i n g d e m a n d f o r l i v e w o r k i n g r o b o t.S h a n d o n g
E l e c t r i c P o w e r R e s e a r c h I n s t i t u t e d e v e l o p e d t h e f i r s t
l a b o r a t o r y p r o t o t y p e i n N o v e m b e r 2 0 0 2.I n 2 0 0 3,i t
b e g a n t o p r o d u c t i z a t i o n p r o t o t y p e r e s e a r c h,a n d i n
2 0 0 5 c o m p l e t e d.I n J u n e 2 0 1 1,i t c o m p l e t e d t h e
p r a c t i c a l r e s e a r c h o f S h a n x i c h a n g z h i 1 0 K V l i v e
w o r k i n g r o b o t
[ 2,3]
.
I I.
I
I.
I I.I I.H O T - L I N E R O B O T S Y S T E M
H o t - l i n e r o b o t m a i n l y c o n s i s t s o f f o r c e f e e d b a c k
m a s t e r h a n d,t h e c o n t r o l u n i t,h y d r a u l i c a n d s e r v o
d r i v e m o d u l e,s l a v e h a n d ( m a n i p u l a t o r ),m a s t e r - s l a v e
h a n d a d o p t e d e x a c t l y t h e s a m e t o p o l o g y,o n l y a
d i f f e r e n c e i n t h e g e o m e t r i c d i m e n s i o n s
[ 4 ]
.T h i s d e s i g n
m a k e s t h e s l a v e h a n d k i n e m a t i c s m o d e l b e t h e s a m e a s
t h e m a s t e r , i t i s e a s y t o o p e r a t e a n d c o n d u c i v e t o
c o n t r o l a n d p r o d u c t i o n f o r t h e m a s t e r h a n d p o s t u r e i s
t h e s l a v e h a n d p o s e.
T h e o p e r a t o r c o n t r o l s t h e m a s t e r h a n d t o p r o v i d e
a n g u l a r d i s p l a c e m e n t s i g n a l s,a n d t h e n t h e c o n t r o l u n i t
c o n t r o l s t h e s l a v e h a n d t o m o v e t h e c o r r e s p o n d i n g
d i s p l a c e m e n t.E a c h j o i n t o f s l a v e h a n d h a s a f o r c e
s e n s o r,w h e n t h e c o n t r o l c o m m a n d i s e x e c u t e d,s e n s o r
c a n f e e d b a c k t h e f o r c e s i g n a l b e t w e e n s l a v e h a n d a n d
t h e o b j e c t t o t h e c o n t r o l u n i t i n r e a l t i m e,a n d
c o n t r o l s t h e m a s t e r h a n d t o p r o d u c e t h e c o r r e s p o n d i n g
f e e d b a c k f o r c e,s o t h a t t h e o p e r a t o r c a n f e e l t h e p o w e r
o f t e l e p r e s e n c e i n o p e r a t i n g p r o c e s s o f m a s t e r
m a n i p u l a t o r.F i g u r e 1 i s t h e s c h e m a t i c d i a g r a m o f t h e
h i g h - v o l t a g e l i v e w o r k i n g r o b o t s y s t e m.
H y d r a u l i c p o w e r u n i t
S l a v e h a n d
M a s t e r h a n d
P o w e r c h a s s i s
A r m e l e c t r o n i c s
1 1 0/2 2 0 V A C
F i g.1.S c h e m a t i c d i a g r a m o f h o t - l i n e r o b o t s y s t e m
A.W i t h t h e f o r c e f e e d b a c k m a s t e r m a n i p u l a t o r d e s i g n
A s s h o w n i n F i g u r e 2,t h e m a s t e r - h a n d s t r u c t u r e i s a
t r u s s o f s i x d e g r e e s o f f r e e d o m.I n a d d i t i o n t o t h e e n d,
e a c h j o i n t h a s a t o r q u e m o t o r a n d a p o t e n t i o m e t e r.T h e
T
978-1-4673-2126-6/12/$31.00 © 2012 IEEE
p o t e n t i o m e t e r,a t y p i c a l c o n t a c t a b s o l u t e a n g l e s e n s o r
[ 5 ]
,c a n
d e t e c t a n g u l a r d i s p l a c e m e n t o f e v e r y j o i n t o f t h e m a s t e r h a n d;
T h e t o r q u e m o t o r,a s p e c i a l m o t o r w i t h s o f t m e c h a n i c a l
p r o p e r t i e s a n d w i d e s p e e d r a n g e,c a n p r o d u c e a s t a l l t o r q u e
t o m a k e t h e o p e r a t o r o b t a i n t h e f o r c e f e e l i n g a n d g e n e r a t e
f o r c e t e l e p r e s e n c e d u r i n g o p e r a t i o n.T h e f o r c e f e e d b a c k t o
m a s t e r h a n d p l a y s a v i t a l r o l e i n t h e s y s t e m,a n d t h e m a i n
c o n s i d e r a t i o n f a c t o r s a n d p a r a m e t e r s i n t h e d e s i g n a r e:m o t o r,
v o l u m e o f m a s t e r h a n d,t r a c i n g s p a t i a l l a y o u t a n d t h e
m a g n i t u d e o f t h e f e e d b a c k f o r c e,e t c.
① b a s e ② t o r q u e m o t o r ③ c o u n t e r b a l a n c e ④s h o u l d e r ⑤ u p p e r
a r m ⑥e l b o w ⑦f o r e a r m ⑧ w r i s t ⑨ p o t e n t i o m e t e r ⑩h a n d l e
F i g.2.S t r u c t u r e d i a g r a m o f f o r c e f e e d b a c k m a s t e r h a n d
M o t o r:w i t h s o f t m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s,t o r q u e m o t o r c a n
p r o d u c e s t a l l,r e d u c e t h e s p e e d a u t o m a t i c a l l y w h e n t h e l o a d
t o r q u e i n c r e a s e s,a n d i n c r e a s e t h e o u t p u t t o r q u e a t t h e s a m e
t i m e.W i t h a l o w s p e e d,h i g h t o r q u e,s t r o n g o v e r l o a d c a p a c i t y,
f a s t r e s p o n s e,s m a l l t o r q u e r i p p l e a n d o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s,
t h e m o t o r c a n d r i v e t h e l o a d d i r e c t l y e l i m i n a t i n g t h e s l o w
d o w n t r a n s m i s s i o n g e a r,a n d i m p r o v i n g t h e s y s t e m a c c u r a c y
o f o p e r a t i o n.s o t h e t o r q u e m o t o r i s p r e f e r r e d.
V o l u m e o f m a s t e r h a n d:i f v o l u m e s i z e t o o b i g,i t w i l l n o t
o n l y m a k e t h e l a r g e r m o t i o n r a n g e a n d i n c o n v e n i e n t
o p e r a t i o n o f o p e r a t o r,b u t a l s o l e a d w e i g h t i n c r e m e n t,a r m
f a t i g u e a f t e r p r o l o n g e d o p e r a t i o n,a n d e v e n i n f l u e n c e f o r c e
f e e l i n g;o n t h e c o n t r a r y,t h e o p e r a t i o n i s t o o s e n s i t i v e,t h e
e r r o r b e c o m e s l a r g e.S o t h e d e s i g n s h o u l d m a k e t h e m a s t e r
h a n d h a v e t h e a d v a n t a g e s o f c o m p a c t s t r u c t u r e,s m a l l
s e l f - w e i g h t l o a d,g o o d d y n a m i c p e r f o r m a n c e,h i g h p r e c i s i o n.
S p a t i a l l a y o u t:t h e L o r d h a s 5 t o r q u e m o t o r s,6
p o t e n t i o m e t e r s,e a c h t o r q u e m o t o r a n d t h e p o t e n t i o m e t e r
r e s p e c t i v e l y l e a d o u t t w o l i n e s,s w i t c h l i n e s,p o w e r c o r d a n d
s o o n.C o u p l e d w i t h t h e s i z e r e s t r i c t i o n s o f t h e m a i n h a n d,
a n d h o w t o w i r e r e a s o n a b l y i s t h e m o s t i m p o r t a n t o n e o f t h e
f a c t o r s i n t h e o p e r a t i o n a l f l e x i b i l i t y.T h i s d e s i g n u s e s t h e
i n t e r n a l w i r i n g,w h i c h i s n o t o n l y b e a u t i f u l,c o n v e n i e n c e f o r
t h e o p e r a t o r b u t r e d u c e s t h e i n t e r f e r e n c e f r o m e x t e r n a l
s i g n a l s.D u e t o t h e r e p e t i t i v e h a n d o p e r a t i o n,r e c u r r e n t
t o r s i o n m a y m a k e t h e i n t e r n a l c o n n e c t i o n l i n e b r e a k.
T h e r e f o r e,t h e t e r m i n a l s c r e w w i r i n g,s o t h a t t h e w i r e h a s a
c e r t a i n e l a s t i c r a n g e,r e d u c i n g t e r m i n a l f o r c e,g r e a t l y
i n c r e a s i n g t h e l i f e o f t h e w i r e.
S i z e o f t h e f e e d b a c k f o r c e:F o r c e i s t o o s m a l l,t h e o p e r a t o r
i s d i f f i c u l t t o f e e l t h e h a n d i n t e r a c t i o n w i t h t h e e n v i r o n m e n t,
t h e i m p a c t o f h a p t i c s e n s i t i v i t y,i s n o t c o n d u c i v e t o t h e
o p e r a t o r's j u d g m e n t a n d d e c i s i o n - m a k i n g;i n t h e c o n t r a r y,t h e
f e e d b a c k f o r c e i s t o o l a r g e,t h e o p e r a t o r w i l l f e e l h e a v y,e a s y
f a t i g u e,t h e r e b y a f f e c t i n g t h e f l e x i b i l i t y o f o p e r a t i o n.I n
r e c e n t y e a r s,m a n i p u l a t o r f e e d b a c k f o r c e d e v e l o p e d a t h o m e
a n d a b r o a d i s g e n e r a l l y n o t m o r e t h a n 2 5 N
[ 6 ]
.A s
m o m e n t s o f i n e r t i a o f
t h e s e l e c t e d t o r q u e m o t o r a r e
s m a l l e r,i t i s a b l e t o m e e t t h e r e q u i r e m e n t s.F o r c e
f e e d b a c k d e s i g n p a r a m e t e r s o f t h e m a s t e r h a n d a r e
s h o w n i n t a b l e Ⅰ.
T A B L E Ⅰ
F o r c e F e e d b a c k D e s i g n P a r a m e t e r s O f T h e M a s t e r H a n d
j o i n t f o r c e r a n g e a c t u a t i o n r a n g e
S A 0 ~ 1 7.8 N 1 8 0 °
S E 0 ~ 1 7.8 N 1 2 0 °
E L 0 ~ 1 7.8 N 1 1 0 °
W P 0 ~ 1 7.8 N 1 2 0 °
W Y 0 ~ 1 7.8 N 1 2 0 °
W R 0 ~ 1 7.8 N 1 2 0 °
I n t h i s t a b l e , S A = s h o u l d e r A z i m u t h;S E = S h o u l d e r E l e v a t i o n;
E L = E l b o w P i t c h;W P = W r i s t P i t c h;W Y = W r i s t Y a w;
W R = W r i s t R o l l
B.M a n i p u l a t o r d e s i g n
M a n i p u l a t o r i s c o n t r o l l e d b y a h y d r a u l i c s e r v o,
h y d r a u l i c d r i v i n g c a n n o t o n l y m a k e t h e s y s t e m
s t r u c t u r e m o r e c o m p a c t,t h e w e i g h t l i g h t e r,b u t a l s o
p r o v i d e a g r e a t e r p o w e r
[ 8 ]
.H y d r a u l i c s,i n c l u d i n g f i v e
h y d r a u l i c c y l i n d e r s a n d o n e h y d r a u l i c m o t o r,w h e r e,
t h e f i v e c y l i n d e r s a r e r e s p e c t i v e l y c o r r e s p o n d i n g t o t h e
f i v e j o i n t s o f t h e m e c h a n i c a l a r m,s u c h a s t h e S A,S E,
E L,W P,W Y;h y d r a u l i c m o t o r c o r r e s p o n d s t o t h e
w r i s t 3 6 0 d e g r e e s o f r o t a t i o n.T h e j o i n t
i m p l e m e n t a t i o n o f t h e c o m p o n e n t s w e r e f i t t e d w i t h
p r e s s u r e s e n s o r s a n d a n g u l a r d i s p l a c e m e n t s e n s o r s,i n
o r d e r t o f a c i l i t a t e t h e m e a s u r e m e n t a n d f e e d b a c k o f
t h e s i x d e g r e e s o f f r e e d o m m a n i p u l a t o r j o i n t
s y n c h r o n i z a t i o n r u n t i m e p a r a m e t e r s.T h e m a n i p u l a t o r
j o i n t c o m p o n e n t s l i s t i s s h o w n i n t a b l e Ⅱ.
T A B L E Ⅱ
T h e M a n i p u l a t o r J o i n t C o m p o n e n t s L i s t
j o i n t P r e s s u r e
s e n s o r
p o t e n t i o
m e t e r
S e r v o
v a l v e
h y d r a u l i c
m o t o r
S A √ √ √
S E √ √ √
E L √ √ √
W P √ √ √
W Y √ √ √
W R √ √ √
G P √
I I I.
I I I.I I I.I I I.T H E I M P L E M E N T A T I O N O F M O T I O N C O N T R O L
S Y S T E M
W h e n t h e o p e r a t o r m a n i p u l a t e s t h e m a s t e r h a n d,t h e
p o t e n t i o m e t e r s o n m a s t e r h a n d j o i n t s d e t e c t t h e m o b i l e
d i s p l a c e m e n t,o u t p u t 8 c h a n n e l a n a l o g s i g n a l,a f t e r
A/D c o n v e r s i o n,P a s s o n t o t h e m a s t e r c o n t r o l l e r
t h r o u g h t h e o p t i c a l f i b e r w h i c h a c t s a s t h e
c o m m u n i c a t i o n b r i d g e b e t w e e n m a s t e r a n d s l a v e
c o n t r o l l e r s.T h e m a i n c o n t r o l l e r s e n d s t h e c o n t r o l
s i g n a l s t o t h e D/A c o n v e r s i o n,d r i v i n g t h e j o i n t s e r v o
v a l v e t o c o n t r o l c y l i n d e r,m o v i n g t h e c o r r e s p o n d i n g
d i s p l a c e m e n t
[ 9 ]
.A t t h e s a m e t i m e,t h e s l a v e h a n d j o i n t
s e n s o r a l s o w i l l f e e d b a c k t o t h e s l a v e c o n t r o l l e r,a n d
u p l o a d e d t o t h e m a s t e r c o n t r o l u n i t.T h e s t r u c t u r e o f
c o n t r o l s y s t e m i s s h o w n i n F i g u r e 3.
S A p o t
A/D
M a s t e r
c o n t r o l
l e r
O p t i c a l
f i b e r
S l a v e
c o n t r o l
l e r
D/A
S A S V
S A H C
A/D
S A H C p o t
S E p o t
E L p o t
W P p o t
W Y p o t
W R p o t
G P p o t
L O C K
S E S V
E L S V
W P S V
W Y S V
W R S V
G P S V
S E H C
E L H C
W P H C
W Y H C
W R m o t o r
G P H C
E L H C p o t
W P H C p o t
S E H C p o t
W Y H C p o t
F i g.3.T h e s t r u c t u r e o f c o n t r o l s y s t e m
I n t h i s f i g u r e,p o t = p o t e n t i o m e t e r ;H C = H y d r a u l i c c y l i n d e r ; S V = S e r v o v a l v e
A.H a r d w a r e i m p l e m e n t a t i o n
M o t i o n c o n t r o l l e r i s c o n n e c t e d v i a o p t i c a l f i b e r w i t h t h e
m a i n c o n t r o l u n i t,t o r e c e i v e a n d a n a l y s i s t h e m o t i o n
s e q u e n c e o f i n s t r u c t i o n s i s s u e d b y t h e m a i n c o n t r o l s y s t e m,
t o c o n t r o l t h e s e r v o v a l v e d r i v e c y l i n d e r s a n d m o t o r s p o r t s,
a t t h e s a m e t i m e,c o l l e c t i n g t h e r e l e v a n t m o t i o n p a r a m e t e r s
o f t h e c y l i n d e r s a n d h y d r a u l i c m o t o r s t h r o u g h a n g u l a r
d i s p l a c e m e n t s e n s o r s a n d p r e s s u r e s e n s o r s,u p l o a d i n g i t t o
t h e m a s t e r s y s t e m.T h e s y s t e m b l o c k d i a g r a m i s s h o w n i n
F i g u r e 4.
F i g.4.T h e s t r u c t u r e o f s y s t e m
S y s t e m P h y s i c a l m a p i s s h o w n i n F i g u r e 5.S e l e c t e d T R I O
E u r o 2 0 9 c o n t r o l l e r,w h i c h i s i n d e p e n d e n t d e v e l o p e d f o r t h e
f i e l d o f m o t i o n c o n t r o l b a s e d o n m i c r o - p r o c e s s i n g
t e c h n o l o g y,h i g h - p r e c i s i o n d i g i t a l m o t i o n c o n t r o l l e r;
h y d r a u l i c m o t o r o u t p u t s r o t a r y m o t i o n,c a n t r a n s f e r t h e
h y d r a u l i c e n e r g y p r o v i d e d b y a h y d r a u l i c p u m p i n t o
m e c h a n i c a l e n e r g y
[ 1 0 ]
.T h e h y d r a u l i c m o t o r w i t h a s m a l l s i z e,
l i g h t w e i g h t a n d s i m p l e s t r u c t u r e,i n s e n s i t i v e t o t h e o i l
p o l l u t i o n c a n b e s e l e c t e d.T h e p o t e n t i o m e t e r r e q u i r e s
s m a l l s i z e,h i g h p r o p o r t i o n c o e f f i c i e n t,a c c u r a c y o f
± 0.2 5 % a b o v e;c o m p a r e d w i t h t h e p r o p o r t i o n a l v a l v e,
s e r v o v a l v e c o n t r o l a c c u r a c y,f a s t r e s p o n s e,i t c a n
e n t e r t h e t i n y e l e c t r i c a l s i g n a l s c o n v e r t e d t o
h i g h - p o w e r h y d r a u l i c ( f l o w a n d p r e s s u r e ).
F i g.5.S y s t e m p h y s i c a l m a p
B.S o f t w a r e i m p l e m e n t a t i o n
A f t e r t h e e l e c t r i c i t y,i n i t i a l i z e t h e s y s t e m f i r s t l y,a n d
t h e n t h e s y s t e m e n t e r s i n t o t h e s e l f - t e s t s t a t u s.I t w i l l
b e a s k e d w h e t h e r t o d e m o n s t r a t e a f t e r p a s s i n g s e l f - t e s t.
i f t o d e m o n s t r a t e,r u n t h e d e m o n s t r a t i o n s u b r o u t i n e,o r
j u d g e w h e t h e r t h e m a s t e r h a n d t o m o v e,t h e n r u n t h e
p o s i t i o n s u b r o u t i n e.T h e m a i n p r o g r a m f l o w c h a r t i s
s h o w n i n F i g u r e 6.
F i g.6.F l o w c h a r t o f m a i n p r o g r a m
P o s i t i o n s e r v o c o n t r o l c a n d e t e c t e a c h m o t i o n s t a t e o f t h e
m a i n h a n d j o i n t s,t h e r e b y p e r f o r m i n g t h e c o r r e s p o n d i n g j o i n t
m o v e m e n t o f s l a v e h a n d,a n d t h e d i s p l a c e m e n t s i g n a l i s f e d
b a c k,d o t h e d i f f e r e n c e,a n d t h e n t o t r a c k m a i n h a n d
d i s p l a c e m e n t.S l a v e h a n d j o i n t s a l s o c a n a c q u i r e t h e j o i n t
f o r c e b y f o r c e s e n s o r s i n r e a l - t i m e,f e e d b a c k t o t h e t o r q u e
m o t o r s o f m a s t e r h a n d,g e n e r a t i n g s t a l l i n g t o r q u e.F l o w
d i a g r a m i s s h o w n i n F i g u r e 7 - 9.
F i g.7.F l o w c h a r t o f f o r c e f e e d b a c k p r o g r a m
F i g.8.P o s i t i o n s e r v o s u b r o u t i n e f l o w c h a r t
F i g.9.P r o g r a m f l o w d i a g r a m o f t h e s l a v e h a n d
j o i n t s m o v e
I V.P O S I T I O N S E R V O A N D B I D I R E C T I O N A L F O R C E
F E E D B A C K C O N T R O L
P o s i t i o n s e r v o c o n t r o l s y s t e m i s t h e a u t o m a t i c
c o n t r o l s y s t e m w h i c h b a s e d o n t h e d i s p l a c e m e n t o f t h e
m o v i n g p a r t s a s c o n t r o l p a r a m e t e r s;i t c o n s i s t s o f
p o s i t i o n d e t e c t i o n,p o s i t i o n c o n t r o l,s e r v o d r i v e s a n d
a c t u a t o r p a r t s.T h e s y s t e m o f p o s i t i o n c o n t r o l i s t h e
c o r e.A s t h e e l e c t r o - h y d r a u l i c s e r v o c o n t r o l s y s t e m,
t h e p o s i t i o n c o m m a n d i s g e n e r a l l y c o m e f r o m o u t s i d e
s u c h a s t h e d i s p l a c e m e n t o f t h e o p e r a t i o n m o v i n g,t h e
a c t u a t o r i s s e r v o v a l v e s,s e r v o c y l i n d e r a n d s e r v o m o t o r.
D i a g r a m o f p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l i s s h o w n i n F i g 1 0.
F i g.1 0.D i a g r a m o f p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l
J o i n t d i s p l a c e m e n t g e n e r a t e d b y t h e o p e r a t o r t o
m a n i p u l a t e t h e m a i n h a n d,a s a c o n t r o l c o m m a n d i n p u t t o a
p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l l e r.A t t h e s a m e t i m e m a n i p u l a t o r j o i n t
d i s p l a c e m e n t t h r o u g h t h e a n g u l a r d i s p l a c e m e n t s e n s o r
f e e d b a c k t o t h e p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l l e r
[ 1 1 ]
.T h e p o s i t i o n
e r r o r s i g n a l P e w h i c h f r o m t h e c o m p a r i s o n m u l t i p l i e d b y t h e
g a i n o f p o s i t i o n t o p r o d u c e a d i s p l a c e m e n t c o m m a n d V c,
t h e n t h e c o n t r o l a l g o r i t h m ( u s u a l l y P I a r i t h m e t i c ) w i l l
c o n v e r t i n s t r u c t i o n i n t o a v o l t a g e s i g n a l V n,d r i v i n g c i r c u i t t o
d r i v e t h e s e r v o v a l v e,t h r o u g h t h e f l o w o f t h e v a l v e t o
c o n t r o l h y d r a u l i c a c t u a t o r d i s p l a c e m e n t ( h y d r a u l i c m o t o r s,
h y d r a u l i c c y l i n d e r ),a c h i e v i n g t h e m a n i p u l a t o r p o s i t i o n s e r v o
c o n t r o l.
F o r c e f e e d b a c k c o n t r o l m e t h o d h a s b e e n t h e r e s e a r c h
f o c u s o f d o m e s t i c a n d f o r e i g n s c h o l a r s a n d e x p e r t s a l l t h e
t i m e,t h e d i f f e r e n c e s o f c o n t r o l m e t h o d s m a i n l y f r o m t h e
d i f f e r e n t c o m b i n a t i o n s o f m a s t e r - s l a v e h a n d o n b o t h s i d e s o f
t h e p o s i t i o n ( o r s p e e d ) a n d f o r c e i n f o r m a t i o n,f o r m d i f f e r e n t
c o n t r o l a l g o r i t h m s,r e a l i z e t h e f o r c e f e e d b a c k
[ 9 ]
.
T h i s p a p e r
a d o p t s t h e e x p e r t s s u c h a s D e n g L e p r o p o s e d a n o v e l c o n t r o l
m e t h o d,a s s h o w n i n F i g u r e 1 1,t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h i s
m e t h o d i s t h e m a s t e r h a n d i s c o n t r o l l e d b y t h e f o r c e
d e v i a t i o n a n d p o s i t i o n a l d e v i a t i o n b e t w e e n t h e m a s t e r h a n d
a n d t h e m a n i p u l a t o r,m a n i p u l a t o r c o n t r o l b y t h e p o s i t i o n
d e v i a t i o n.
F i g.1 1.B i - d i r e c t i o n a l f o r c e f e e d b a c k c o n t r o l m e t h o d
I n t h i s f i g u r e,
O
F
— — t h e f o r c e o f t h e o p e r a t o r a p p l i e d t o t h e m a s t e r h a n d;
m
F
— — t h e f e e d b a c k f o r c e o f d r i v i n g t h e m a s t e r h a n d;
s
F
— —t h e f o r c e o f d r i v i n g t h e s l a v e h a n d;
e
F
— — t h e f o r c e b e t w e e n t h e m a n i p u l a t o r a n d t h e
e n v i r o n m e n t;
m
X
— — t h e d i s p l a c e m e n t o f t h e m a s t e r h a n d;
s
X
— —t h e d i s p l a c e m e n t o f t h e s l a v e h a n d;
A s s u m i n g t h a t d i s p l a c e m e n t g a i n c o e f f i c i e n t i s
β
K
,
f o r c e f e e d b a c k g a i n i s
α
K
,t h e m a s t e r h a n d d a m p i n g
c o e f f i c i e n t i s
B
,t h e m o m e n t o f i n e r t i a o f m a i n h a n d
i s
m
J
,r e s i s t a n c e = s p e e d × d a m p i n g c o e f f i c i e n t;f o r c e
= a c c e l e r a t i o n × i n e r t i a
[ 1 2 ]
;b o t h o f t h e r e l a t i o n s h i p s
a n d t h e f i g u r e 1 1 c a n o b t a i n t h e e q u a t i o n o f
d i s p l a c e m e n t a n d t h e d r i v i n g f o r c e e q u a t i o n b e t w e e n
t h e f o r c e f e e d b a c k m a s t e r h a n d a n d s l a v e h a n d:





















=






••

s
m
m
m
mm
s
F
X
X
X
KJB
K
F
X
α
β
0
000
( 1 )
T h e e q u a t i o n ( 1 ) s h o w s t h a t t h e c o n t r o l v a r i a b l e s
s
X
a n d
m
F
a r e i n d e p e n d e n t e a c h o t h e r
[ 1 3 ]
.
V.E X P E R I M E N T
A.P o s i t i o n t r a c k i n g e x p e r i m e n t
P o s i t i o n t r a c k i n g e x p e r i m e n t a i m s t o t e s t t h e
s i m p l e p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l a n d f o r c e/p o s i t i o n h y b r i d
c o n t r o l f o r a g i v e n s i g n a l t r a c k i n g a n d s e l e c t t h e b e t t e r
c o n t r o l s t r a t e g y.C o n v e n i e n t l y,c h o o s e t h e s i n e f o r t h e
g i v e n s i g n a l.P o s i t i o n t r a c k i n g c u r v e i s s h o w n i n
F i g u r e 1 2.
F i g.1 2.P o s i t i o n t r a c k i n g c u r v e
I n t h i s f i g u r e,t h e b l u e l i n e i s t h e g i v e n s i n u s o i d a l
s i g n a l,t h e b l a c k l i n e s h o w s t h e p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l
o f t r a c k i n g c u r v e,t h e r e d l i n e i n d i c a t e s t h e p o s i t i o n
t r a c k i n g c u r v e w h e r e a d d e d f o r c e f e e d b a c k.
A s t h e f i g u r e s h o w s t h a t i n [ 0,π/2 ],t w o c u r v e
t r a c k i n g e f f e c t a r e b o t h v e r y w e l l a n d t r a c k i n g e r r o r s
c l o s e t o z e r o;i n [ π/2,3 π/2 ],r e d l i n e t r a c k i n g e f f e c t
i s b e t t e r t h a n t h e b l a c k o n e;i n t h e [ 3 π/2,2 π ],b l a c k
l i n e t r a c k i n g e f f e c t i s b e t t e r t h a n t h e r e d o n e.I n a w o r d,
t h e r e d l i n e,n a m e l y w i t h t h e f o r c e f e e d b a c k p o s i t i o n
c o n t r o l m e t h o d c a n b e t t e r c o m p l e t e t h e t r a c k i n g t e s t.
T h i s c o n t r o l m e t h o d c a n n o t o n l y e n s u r e t h e c o n t r o l
p r e c i s i o n o f s l a v e h a n d,b u t a l s o i m p r o v e s e c u r i t y t h e
o p e r a t i n g s y s t e m.I t c a n i n h i b i t t h e s y s t e m k i n e t i c
i n t e r f e r e n c e e f f e c t i v e l y;a c h i e v e t h e i d e a l o f f o r c e
t e l e p r e s e n c e.
B.L o a d e x p e r i m e n t
F i g u r e 1 3 i s a n e x p e r i m e n t a l o p e r a t i o n u n d e r
e l a s t i c l o a d.T h e t o p o f t h e t h i c k a n d t h i n l i n e s,i n d i c a t e s t h e
f o r c e s i g n a l o f t h e m a s t e r a n d s l a v e m a n i p u l a t o r;t h e b o t t o m
o f t h e t h i c k a n d t h i n l i n e s,i n d i c a t e s t h e p o s i t i o n s i g n a l o f t h e
m a s t e r a n d s l a v e m a n i p u l a t o r.
W h e n t h e m a i n h a n d f o r c e i s g r e a t e r t h a n t h e s l a v e h a n d
w o r k i n g r e s i s t a n c e,s l a v e h a n d m o v e m e n t d i r e c t i o n a n d
c o n t r o l f o r c e d i r e c t i o n a r e t h e s a m e.T h e g r e a t e r o f r e s i s t a n c e
b e t w e e n t h e s l a v e h a n d a n d t h e e n v i r o n m e n t,t h e m o r e
l a b o r i o u s t h e o p e r a t i o n f e e l,c o n v e r s e l y,c a n f e e l r e l a x e d.
F i g.1 3 l o a d e x p e r i m e n t
W h e n t h e m a i n h a n d f o r c e i s l e s s t h a n t h e s l a v e h a n d
w o r k i n g r e s i s t a n c e,s l a v e h a n d m o v e m e n t d i r e c t i o n i s
o p p o s i t e t o t h e m a s t e r h a n d c o n t r o l f o r c e d i r e c t i o n.A t t h e
s a m e t i m e,t h e t o r q u e m o t o r s o f m a s t e r h a n d w i l l f o l l o w t h e
c h a n g e s i n i t s p o s i t i o n t o m o v e i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n,a n d
o p e r a t o r f e e l t h e r e s i s t a n c e f o r c e.
V I.C O N C L U S I O N S A N D F U T U R E W O R K S
A.C o n c l u s i o n s
C h i n a's t r a d i t i o n a l m a n u a l o p e r a t i o n m o d e,t h e o p e r a t o r
o v e r h a u l l i n e f a u l t i n h i g h a l t i t u d e,h i g h p r e s s u r e
e n v i r o n m e n t,h a r s h o p e r a t i n g c o n d i t i o n s,f r e q u e n t l y
c l i m b i n g t h e p o l e s,l a b o r - i n t e n s i v e,p r o n e t o p e r s o n a l i n j u r y.
T h e H o t - l i n e r o b o t c o m e s i n t o b e i n g a s t h e t i m e s r e q u i r e i n
t h i s c o n t e x t.U s i n g a r o b o t t o r e p l a c e t h e m a n u a l o p e r a t i o n o f
t h e l i v e w o r k i n g h a s b e c o m e v e r y w i d e s p r e a d,t h e
t e c h n o l o g y i s g r a d u a l l y b e c o m i n g m o r e m a t u r e,b u t s o m e
c o n t r o l m o d e i s s t i l l i n t h e e x p l o r a t o r y s t a g e.T h i s p a p e r
a d o p t s b i d i r e c t i o n a l f o r c e f e e d b a c k c o n t r o l,w h i c h n o t o n l y
r e t a i n s t h e a d v a n t a g e s o f t h e p o s i t i o n s e r v o c o n t r o l s y s t e m,
b u t a l s o m a k e s t h e s y s t e m w i t h f o r c e t e l e p r e s e n c e.
A n d c o m p a r i n g t w o c o n t r o l m e t h o d s o f p o s i t i o n t r a c k i n g
t h r o u g h t h e M A T L A B s i m u l a t i o n,s i m u l a t i o n c u r v e s s h o w
w i t h f o r c e f e e d b a c k c o n t r o l e f f e c t i s b e t t e r.
B.F u t u r e W o r k s
F o r c e t e l e p r e s e n c e m a k e s t h e o p e r a t o r f e e l i n g i n t h e w o r k
s i t e,t h e o p e r a t i o n b e c o m e s m o r e i n t u i t i v e,s i m p l e r.I n t h e
f u t u r e r e s e a r c h,t h e v i s u a l f e e d b a c k o r t h e u s e o f v i r t u a l
r e a l i t y t e c h n o l o g y t o s i m u l a t e t h e o p e r a t i o n o f t h e s c e n e c a n
b e a d d e d t o o p t i m i z e t h e s y s t e m.
V I I.A C K N O W L E D G M E N T
T h i s w o r k i s s u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l h i g h t e c h n o l o g y
r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t p r o g r a m ( 8 6 3 p r o g r a m s ),p r o j e c t
n a m e:R e s e a r c h & D e v e l o p m e n t a n d A p p l i c a t i o n o f t h e
P o w e r C h a r g e d R e p a i r R o b o t,p r o j e c t n u m b e r:
2 0 1 2 A A 0 4 1 5 0 6.T h a n k s t o t h e l i v e - l i n e w o r k i n g r o b o t
p r o j e c t g r o u p o f a l l m e m b e r s o f t h e p r o j e c t w o r k a n d
t h e s i s w r i t i n g t o g i v e m e g u i d a n c e,h e l p a n d s u p p o r t.
R E F E R E N C E S
[ 1 ] H A N J i a n g y i,Y O U Y o u p e n g,W A N G H u a m i n g,e t a l,D e s i g n a n d
E x p e r i m e n t s o f C l a m p T y p e F o r c e - f e e d b a c k
T e l e - m i c r o m a n i p u l a t i o n S y s t e m [ J ].R o b o t,2 0 1 0,3 2 ( 2 ) : 1 8 4 - 1 8 8.
[ 2 ] L u S h o u - y i n,R e s e a r c h o f h o t - l i n e r o b o t [ D ] S h a n g h a i:S h a n g h a i
J i a o T o n g U n i v e r s i t y,2 0 0 3.1 1
[ 3 ] L u S h o u y i n,M a P e i s u n,Q i H u i,e t a l,R e s e a r c h o n H i g h V o l t a g e
E l e c t r i c P o w e r L i v e L i n e W o r k i n g R o b o t [ J ].A u t o m a t i o n o f
E l e c t r i c P o w e r S y s t e m s,2 0 0 3,2 7 ( 1 7 ):5 6 - 5 8
[ 4 ] Y A N G S h e n - s h e n,T A N G G u o - w e i,W A N G X u a n.A
P r i n c i p a l - S u b o r d i n a t e C o n t r o l l e r o f D e e p - s e a H y d r a u l i c
M a n i p u l a t o r [ J ].O c e a n
t e c h n o l o g y,2 0 0 9,2 8 ( 1 ):4 - 7
[ 5 ] D e n g L e,Z h a o D i n g - x u a n,T a n g X i n - x i n.R e s e a r c h o n k e y
t e c h n o l o g i e s o f c o n t r o l l e r f o r t e l e o p e r a t i o n
f o r c e r e f l e c t i n g
t e l e p r e s e n c e.[ J ].J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g D e s i g n 2 0 0 5,1 2
(3 ):1 5 9 - 1 6 4
[ 6 ] K e i i c h i,K a z u h i k o,H i t o s h i,D e v e l o p m e n t o f t h e f u l l y - a u t o m a t i c
l i v e - l i n e m a i n t e n a n c e r o b o t - P h a s e I I I . P r o c e e d i n g s o f t h e 4 t h
I E E E I n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u m o n a s s e m b l y a n d T a s k P l a n n i n g
S o f t R e s e a r c h P a r k ,F u k u o k a ,J a p a n,M a y,2 8 - 2 9,2 0 0 1 .
[ 7 ] T.I m a i d a,Y.Y o k o k o h j i,T..D o i,M.O d a,a n d T.Y o s h i k a w a,
G r o u n d - s p a c e b i l a t e r a l t e l e o p e r a t i o n o f e t s - v i i r o b o t a r m b y
d i r e c t b i l a t e r a l c o u p l i n g u n d e r 7 - s t i m e d e l a y c o n d i t i o n.I E E E
T r a n s.R o b o t i c s A u t o m a t.2 0,4 9 9 - 5 1 1 ( 2 0 0 4 ).
[ 8 ] M.C.C a v u s o g l u,A.S h e r m a n a n d F.T e n d i c k,D e s i g n o f
b i l a t e r a l t e l e o p e r a t i o n c o n t r o l l e r s f o r h a p t i c e x p l o r a t i o n a n d
t e l e m a n i p u l a t i o n o f s o f t e n v i r o n m e n t.I E E E T r a n s.R o b o t i c s
A u t o m a t.1 8,6 4 1 - 6 4 7 ( 2 0 0 2 ).
[ 9 ] L i u G u o - d o n g,L i a n G u a n g - y u,S u n Z e n g - q i.S t u d y a n d
I m p l e m e n t a t i o n o f F o r c e F e e d b a c k E x p e r i m e n t S y s t e m f o r
S p a c e T e l e o p e r a t e d R o b o t [ J ].R o b o t.2 0 0 1,2 3 (5 ) :4 1 1 - 4 1 5
[ 1 0 ] K u d o m i S,Y a m a d a H,M u t o T.D e v e l o p m e n t o f a h y d r a u l i c
m a s t e r s l a v e s y s t e m f o r t e l e - r o b o t i c s h a p t i c d i s p l a y d e v i c e f o r
u s a g e o f a h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m [ C ] P r o c e e d i n g s o f 1 s t
F P N I - - P h D S y m p,H a m b u r g,2 0 0 0:4 6 7 - 4 7 4.
[ 1 1 ] G o n g M i n g d e,Z h a o D i n g x u a n,F e n g R u y a n g.M a s t e r - s l a v e
p o s i t i o n c o n t r o l l e r o f e l e c t r o n h y d r a u l i c s e r v o t e l e r o b o t [ J ].
T r a n s a c t i o n s o f t h e C h i n e s e S o c i e t y f o r A g r i c u l t u r a l
M a c h i n e r y,2 0 0 9,4 0 ( 6 ):1 8 9 - 1 9 3
[ 1 2 ] D e n g L e,Z h a o D i n g - x u a n,N i T a o e t a l.D e s i g n o f a M a n u a l
C o n t r o l l e r o f 6 - D O F F o r c e F e e d b a c k B a s e d o n S t e w a r t
P l a t f o r m [ J ].J o u r n a l o f A g r i c u l t u r a l M a c h i n e r y.2 0 0 5,3 6 ( 7 ):1 1 8 ~
1 2 1.
[ 1 3 ] K C J o n e s,W i n n c y D u.D e v e l o p m e n t o f a M a s s a g e R o b o t f o r
M e d i c a l T h e r a p y.P r o c e e d i n g s o f t h e 2 0 0 3 I E E E/A S M E
I n t e r - n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n A d v a n c e d I n t e l l i g e n t
M e c h a t r o n i c.2 0 0 3:1 0 9 6 - 1 1 0 1.