CN109968356A - 基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统及方法，所述机械臂力反馈控制系统包括：六轴轻量型机械臂本体、伺服电机编码器、伺服电机驱动器、应变式轮辐传感器、嵌入式运动控制板、脉冲接口、ARM9芯片、PCL6045B芯片、FPGA芯片、上位计算机、接口电路、电阻应变仪、ADC模数转换器、ADS1256模块，所述的机械臂力反馈控制方法包括机械臂运动控制的步骤、多轴伺服电机位置解码的步骤、力矩传感器信号处理的步骤。本发明的机械臂力反馈控制系统及方法充分利用了嵌入式控制器强实时性、高抗干扰性和高稳定性的特性，旨在使该控制系统具备小型化、专用化以及高控制精度的优点。

Description

基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统及方法

技术领域

本发明涉及机械臂的控制，尤其涉及一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统及方法。

背景技术

经过50多年的技术发展，机器人技术已经渗透在制造业的各个领域里，成为现代生产制造链中不可或缺的一部分。在早期应用中，机械臂仅起到承载或者转移部件的角色，通过编程控制其执行一系列运动，但是并不具备外部感知功能。随着机械臂与外部环境的交互作用逐渐增加，并广泛应用于更为复杂的生产环境中，越来越多的外部感知性能，如视觉、触觉和力觉感知，被添加到机械臂控制规划当中，使机械臂愈发自动化、智能化、精准化，且对环境具备一定的自适应性。由于机械臂外围传感器数量的增加，从外部环境传入机械臂控制系统的信息量急剧上升，这对机械臂控制器的数据处理速度以及负载能力提出了更高的要求。机械臂控制系统向小型化、专用化发展，是必然的演化趋势。

机械臂控制器的发展经历了由单CPU集中式控制到二级CPU主从式控制，再到多CPU分布式控制这三个阶段。目前，商品化机械臂运动控制器大多数采用多CPU分布式控制方案，其实现形式可以分为“PC/IPC+运动控制卡”以及嵌入式运动控制器。机械臂的控制精度与成本要求是一对相互制约的制造因素。通过嵌入式技术，可将控制器软、硬件紧密融合，从而使运动控制器变得愈发小型化，且使其具备高稳定性、高性价比和高抗干扰能力，更能适应现代工业生产环境。通过嵌入强实时性的系统，可使控制器具备优秀的控制实时性、稳定性、控制精度和开放性。在实际应用中，可配套开发友好的人机交互界面，弥补“PC/IPC+运动控制卡”模式的不足。目前，广泛应用于计算机控制的机械臂控制系统开始趋向于移植到嵌入式处理器上，实现脱离计算机介入的专用嵌入式机械臂控制系统。据此，本发明提出一种小型化、抗干扰性强、实时性高、稳定性高、具有并行处理、可对特定协议进行多轴伺服电机位置信息的同步解码与读取、可对特定力矩传感器信息进行处理的专用化机械臂控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统及方法，采用基于ARM9微处理器+PCL6045B专用运动芯片架构的嵌入式运动控制器，辅以FPGA芯片，实现机械臂的精确位置伺服控制和力反馈控制。在保证控制精度和实时性的前提下，可以实现多轴伺服电机编码器绝对位置信息同步读取、解码和处理，以及力矩传感器信号模数转换、读取和处理，简化系统电路。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统，包括：六轴轻量型机械臂本体、伺服电机编码器、伺服电机驱动器、应变式轮辐传感器、嵌入式运动控制板、脉冲接口、ARM9芯片、PCL6045B芯片、FPGA芯片、上位计算机、接口电路、电阻应变仪、ADC模数转换器，所述嵌入式运动控制板106分别与上位计算机和伺服电机驱动器电气连接，所述ARM9芯片和PCL6045B芯片均安装于嵌入式运动控制板中；所述接口电路分别与上位计算机和伺服电机编码器驱动器电气连接，所述FPGA芯片安装于接口电路中，用于接收、解码和串行化经接口电路变换导入的绝对位置信号，然后把串行化后的多轴绝对位置信息按串行协议发送给上位计算机；所述应变式轮辐传感器安装于六轴轻量型机械臂本体关节内，并与电阻应变仪和ADC模数转换器依次电气连接，用于测得关节力矩电信号；所述电阻应变仪和ADC模数转换器用于依次将输入的关节力矩电信号变换为模拟信号和数字信号。

进一步地，在电源负载允许范围内同时接入有多个伺服电机驱动器；在ADC模数转换器通道数允许范围内同时接入多个应变式轮辐传感器；

进一步地，所述嵌入式运动控制板脉冲接口的GPIO与伺服电机驱动器CN-1端口的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的ARM9芯片插座的针脚与ARM9芯片的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的PCL6045B芯片插座的针脚与PCL6045B芯片的GPIO一一对应；所述接口电路的FPGA芯片插座的针脚与FPGA芯片的GPIO一一对应。

进一步地，所述应变式轮辐传感器的输出端口与电阻应变仪的输入端口一一对应；所述电阻应变仪的输出端口与ADC模数转换器的输入端口一一对应；所述ADC模数转换器的GPIO与FPGA芯片的拓展GPIO一一对应。

进一步地，所述接口电路具有数字信号输入接口、FPGA芯片插座与上位机信号输出接口；所述ADC模数转换器采用ADS1256模块把模拟信号转换为数字信号。

本发明另一方面提供了一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制方法，包括步骤：

机械臂运动控制的步骤：上位机软件将运动控制指令发送至嵌入式运动控制板；所述ARM9芯片读取并处理上位计算机运动控制指令，经PCL6045B芯片输出脉冲信号至脉冲接口；嵌入式运动控制板的脉冲接口以专用电缆将脉冲信号传送至伺服电机驱动器；

多轴伺服电机位置解码的步骤：伺服电机驱动器以专用电缆将绝对位置以串行电信号传送至接口电路，经过接口电路进行电平变换为TTL电平后，传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后按串行协议输出到上位计算机；

力矩传感器信号处理的步骤：应变式轮辐传感器测得机械臂关节力矩电信号，经电阻应变仪转换为模拟信号输出至ADC模数转换器，并转化为数字信号；ADC模数转换器以专用电缆将数字信号以串行电信号传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后输出到上位计算机，实现对伺服电机的力反馈控制。

进一步地，所述上位计算机输出的指令信号，以局域网连接方式传输至嵌入式控制板，协议为TCP/IP协议。

进一步地，经ARM9芯片和PCL6045B芯片处理、转换后的运动控制指令，以脉冲信号的形式输出。

进一步地，嵌入式运动控制板具有上位机运动控制指令信号输入接口、ARM9芯片插座、PCL6045B芯片插座与伺服电机驱动器信号输出接口。

进一步地，所述上位机软件经嵌入式运动控制板同时与多个伺服电机驱动器通信，协议为TCP/IP协议；所述伺服电机编码器的输出信号为绝对值编码信号，经伺服电机驱动器编码后并以差分电平的形式输出，协议为RS485。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明采用了基于嵌入式微处理器的运动控制器，将指令处理和运算部分放在嵌入式芯片上执行，最大限度地发挥了嵌入式芯片优异的数据处理运算性能，使系统具备良好的实时性。

（2）本发明采用基于FPGA的多轴伺服电机编码器绝对位置信息解码方式。FPGA具有可编程和可重接线的特性，可取代部分集成电路，降低了多轴电机读取的系统复杂度，开发和制造成本低，维护简单。

（3）本发明在机械臂控制系统加入力矩反馈控制，能够实时监测电机运行状态，保证机械臂可靠工作。

（4）本发明所述系统基于嵌入式控制器技术，与传统的“PC/IPC+运动控制卡”方案相比，具备更高的实时性、稳定性和性价比。

附图说明

图1是本发明机械臂力反馈控制系统结构示意图。

图2是本发明机械臂运动控制的指令数据流向图。

图3是本发明运动控制软件片上移植Linux操作系统工作线程流向图。

图4是本发明多轴伺服电机位置解码模块编码器信号协议示意图。

图5是本发明力矩传感器信号处理模块数据流向图。

图中示出：101-六轴轻量型机械臂本体；102-伺服电机；103-伺服电机驱动器；104-伺服电机编码器；105-伺服电机驱动器CN-1端口；106-嵌入式运动控制板；107-脉冲接口；108-机械臂控制电器柜；109-上位计算机；110-FPGA转接板；111-FPGA芯片；112-接口电路；113-应变式轮辐传感器；114-电阻应变仪；115-ADC模数转换器；116-FPGA拓展GPIO；401-绝对值圈数字符串；402-增量值脉冲序列；403-首字符；404-转向标识及圈数；405-数据尾。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一个基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统，包括六轴轻量型机械臂本体101、伺服电机102、伺服电机驱动器103、伺服电机编码器104、具体型号为ETH6045B型的嵌入式运动控制板106、机械臂控制电器柜108、上位计算机109、FPGA转接板110、应变式轮辐传感器113、电阻应变仪114、ADC模数转换器115。伺服电机102和应变式轮辐传感器113分别安装在六轴轻量型机械臂本体101的各个关节处；伺服电机编码器104以专用电缆与伺服电机驱动器103相连；ARM9芯片、PCL6045B专用运动芯片和脉冲接口107分别安装在嵌入式运动控制板106上，且两种芯片通过通用I/O口以总线方式连接；脉冲接口107以专用电缆与伺服电机驱动器CN-1端口105相连；嵌入式运动控制板106和伺服电机驱动器103均安装于机械臂控制电器柜108内；嵌入式运动控制板106通过网络接口以专用电缆与上位计算机109进行通讯，其通信协议为TCP/IP协议；FPGA芯片111、接口电路112和FPGA拓展GPIO116分别安装在FPGA转接板110上；伺服电机编码器104以专用电缆与接口电路112相连；应变式轮辐传感器113以专用电缆与电阻应变仪114相连，由电阻应变仪114输出的信号以专用电缆经ADC模数转换器115输入到FPGA拓展GPIO116。

该具体实施中，使用日本安川(YASKAWA)电机公司ΣV系列伺服电机及其驱动器作为驱动元件，使用武汉宸东科技生产的基于ARM9 微控制器和PCL6045B运动控制芯片设备ETH6045B型运动控制板。ETH6045B型运动控制板包含ARM9芯片、PBL6045B芯片、脉冲接口及网络接口。使用Mangotree生产的基于塞灵斯(XILINX) Spartan 6 FPGA芯片设备Pocket-RIO。Pocket-RIO包含FPGA芯片及部分接口电路。

在电源负载允许范围内同时接入有多个伺服电机驱动器；在ADC模数转换器通道数允许范围内同时接入多个应变式轮辐传感器；所述嵌入式运动控制板脉冲接口的GPIO与伺服电机驱动器CN-1端口的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的ARM9芯片插座的针脚与ARM9芯片的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的PCL6045B芯片插座的针脚与PCL6045B芯片的GPIO一一对应；所述接口电路的FPGA芯片插座的针脚与FPGA芯片的GPIO一一对应。所述应变式轮辐传感器的输出端口与电阻应变仪的输入端口一一对应；所述电阻应变仪的输出端口与ADC模数转换器的输入端口一一对应；所述ADC模数转换器的GPIO与FPGA芯片的拓展GPIO一一对应。所述接口电路具有数字信号输入接口、FPGA芯片插座与上位机信号输出接口；所述ADC模数转换器采用ADS1256模块把模拟信号转换为数字信号。

一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制方法，包括步骤：

机械臂运动控制的步骤：上位机软件将运动控制指令发送至嵌入式运动控制板；所述ARM9芯片读取并处理上位计算机运动控制指令，经PCL6045B芯片输出脉冲信号至脉冲接口；嵌入式运动控制板的脉冲接口以专用电缆将脉冲信号传送至伺服电机驱动器；

多轴伺服电机位置解码的步骤：伺服电机驱动器以专用电缆将绝对位置以串行电信号传送至接口电路，经过接口电路进行电平变换为TTL电平后，传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后按串行协议输出到上位计算机；

力矩传感器信号处理的步骤：应变式轮辐传感器测得机械臂关节力矩电信号，经电阻应变仪转换为模拟信号输出至ADC模数转换器，并转化为数字信号；ADC模数转换器以专用电缆将数字信号以串行电信号传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后输出到上位计算机，实现对伺服电机的力反馈控制。

所述上位计算机输出的指令信号，以局域网连接方式传输至嵌入式控制板，协议为TCP/IP协议。经ARM9芯片和PCL6045B芯片处理、转换后的运动控制指令，以脉冲信号的形式输出。 嵌入式运动控制板具有上位机运动控制指令信号输入接口、ARM9芯片插座、PCL6045B芯片插座与伺服电机驱动器信号输出接口。所述上位机软件经嵌入式运动控制板同时与多个伺服电机驱动器通信，协议为TCP/IP协议；所述伺服电机编码器的输出信号为绝对值编码信号，经伺服电机驱动器编码后并以差分电平的形式输出，协议为RS485。

机械臂运动控制模块的指令数据流向如图2示，包括ETH6045B型运动控制板、运动指令输入单元、脉冲信号输出单元。上位计算机软件将运动控制指令经以太网接口单元，以TCP/IP通信协议传输至ETH6045B型运动控制板。接收到的指令数据，缓存在SDRAM存储单元。由指令数据转换为脉冲信号的过程在ETH6045B型运动控制板上完成，主要包括指令处理单元和脉冲信号输出单元。指令处理单元采用ARM9微处理器，负责网络通信、线程调度等管理工作。脉冲信号输出单元206采用PCL6045B专用运动控制芯片，负责运动控制的处理工作。脉冲信号输出单元通过专用总线接口单元接收指令处理单元发出的指令，并产生脉冲信号驱动伺服电机。专用总线接口单元可实现指令处理单元和脉冲信号输出单元之间数据的实时双向传输。由脉冲信号输出单元发出的脉冲信号，通过专用电缆发送到脉冲信号接收单元。

机械臂运动控制软件部分包括PC端上位机软件和运动控制板的嵌入式软件。PC端上位机软件设计主要包括人机交互界面的设计、伺服驱动指令的编译解释、按键功能的实现、运动状态的监视等。通过人机交互界面的操作，可以设置电机的启动速度、加速度等参数，并进行多轴运动测试，包括直线插拔、圆弧插拔等。运动控制板的嵌入式软件设计通过在ARM9微处理器片上移植Linux操作系统，可方便地实现对伺服驱动指令进行译码、速度预处理、粗插补计算等功能，进而发出控制指令，控制伺服系统执行部件进行动作，实现运动控制。

运动控制板的嵌入式软件分为非实时域和实时域。非实时域建立在普通 Linux内核基础之上，其主要功能包括系统初始化和通信模块维护。实时域建立在RTAI 实时内核的基础之上，其对实时任务的调度是通过维护实时进程的方式来完成的。结合本系统的功能需求，实时域主要包括4个周期性实时线程如图3所示：

(1)状态检测线程。本线程对设备运行状态进行检测，从I/O端口读入各个连接设备的I/O值，然后将设备状态写入状态检测缓冲区中，对设备急停、伺服报警等异常信号进行判断，并作出相应的处理。

(2)插补线程。本线程从译码缓冲区中顺序取出插补数据，然后根据直线或圆弧插补命令，计算下一周期应该到达的理论坐标值。

(3)位置控制线程。本线程读取计数器中编码器的数值，得到伺服电机编码器的当前位置，与插补器中的理论位置坐标作比较，并将补偿脉冲数写入对应的PWM口脉冲数寄存器中。

(4)功能控制线程。本线程利用RTAI 实时管道来实现传递命令和状态信息的功能。通过设置管道命令，实现Linux操作系统对实时部分RTAI 的访问，从而实现运动控制器的运行、暂停、给定速度等状态设置。

伺服电机编码器将绝对位置信号借助专用电缆发送到伺服电机驱动器，并按如图4所示通讯协议编码。接口电路通过专用电缆接收来自驱动器的绝对位置信号，并通过接口电路进行电平转换。在该例中从驱动器输入的信号为RS485电平，FPGA芯片GPIO的工作电平为TTL，转换由接口电路上的线性接收器完成。FPGA芯片通过插座安装在接口电路中，其中，FPGA芯片包含用LabVIEW FPGA设计与编译的多轴解码和通讯接口单元电路。FPGA芯片内部电路完成接收和处理后，会根据接口顺序对绝对位置信号进行串行化。串行化的绝对位置信号被FPGA芯片按UART协议通过串口接收用电缆向上位机发送。

如图4所示，多轴伺服电机位置解码模块中的编码器绝对值信号的组成形式为绝对值圈数字符串401和增量值脉冲序列402。圈数字符串的通讯协议为UART，接收字符顺序分别对应圈数中从高到底的位数；增量值脉冲序列为两相增量脉冲。该例中的编码器不具有握手信号线，FPGA电路需要自行对数据的发送位进行检测。首字符（数据头）403为电机生产厂家规定的特定字符“P”。转向标识及圈数404包含了代表转向正反的转向标识和整数圈数共六个字符。其中，转向标识为ASCII符号“+”、“-”，圈数是五个范围为0~9的ACSII字符。数据尾405是标志着圈数数据发送的结束，为字符“（CR）”即“回车”。

所述力矩传感器信号处理模块数据流向如图5所示。应变式轮辐力矩传感器113测得的关节力矩电信号，经电阻应变仪114转换以模拟信号输出至ADC模数转换器115，并以串行数据输出至FPGA拓展GPIO116。通过ADC模数转换器115，将接收到的模拟信号处理为数字信号，进而对伺服电机执行力反馈控制。ADC模数转换器采用ADS1256模块，其与FPGA芯片111的通讯方式为SPI协议。双方的通讯通道主要依靠4根线，分别为DIN（数据输入）、DOUT（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。ADS1256模块与FPGA芯片之间通信的流程如下：

(1)初始状态设置。在接收电阻应变仪输入的模拟信号之前，需要对ADS1256模块的相关参数进行设置，即设置可编程增益放大器（PGA）、输出数据速率、单路输入端口和数字信号输出I/O口的状态。

(2)进入读取状态。ADS1256模块初始状态设置完毕后，先对数据是否转换完毕进行判断。当/DRDY处于低电平时，可通过DIN线写入连续读取数据的命令。

(3)数据读取与传输。读取ADS1256模块输出的数据，该输出数据在时钟脉冲的下降沿，按位传输至FPGA芯片。

(4)数据转换与分析。将接收到的布尔数据转变为数值，并与设定的关节力矩最大值进行比较。当机械臂关节所受力矩超出正常范围时，需向运动控制模块发送指令，控制伺服电机停止转动。只有当机械臂关节所受力矩处于正常范围内时，伺服电机才能驱动负载运行。

本发明针对六轴轻量型机械臂，提出一种基于嵌入式运动控制器实现力反馈控制的系统设计方案。本发明同时涉及基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制方法，包括六轴轻量型机械臂的运动控制步骤、伺服电机与控制装置的通讯解码步骤以及应变式轮辐传感器与测量装置的通讯步骤。本发明提出的控制器方案，具有抗干扰性强、实时性高、稳定性高的优点，且可对特定伺服电机通信协议进行解码，以及对特定力矩传感器信息进行处理，是一种小型化、专用化的机械臂控制系统。

本发明的多轴伺服电机位置解码步骤采用LabVIEW FPGA设计与编译的硬件电路，实现多轴伺服电机绝对位置信号的接收、解码及发送。本发明的力矩传感器信号处理步骤采用应变式轮辐传感器，传感器的轮辐受力所产生的应变经信号处理、放大和A/D转换，并由FPGA采集、识别、处理后，实现伺服电机的力反馈控制。该机械臂力反馈控制系统充分利用了嵌入式控制器强实时性、高抗干扰性和高稳定性的特性，旨在使该控制系统具备小型化、专用化以及高控制精度的优点。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制系统，其特征在于：包括：六轴轻量型机械臂本体、伺服电机编码器、伺服电机驱动器、应变式轮辐传感器、嵌入式运动控制板、脉冲接口、ARM9芯片、PCL6045B芯片、FPGA芯片、上位计算机、接口电路、电阻应变仪、ADC模数转换器，其特征为，所述嵌入式运动控制板分别与上位计算机和伺服电机驱动器电气连接，所述ARM9芯片和PCL6045B芯片均安装于嵌入式运动控制板中；所述接口电路分别与上位计算机和伺服电机编码器驱动器电气连接，所述FPGA芯片安装于接口电路中，用于接收、解码和串行化经接口电路变换导入的绝对位置信号，然后把串行化后的多轴绝对位置信息按串行协议发送给上位计算机；所述应变式轮辐传感器安装于六轴轻量型机械臂本体关节内，并与电阻应变仪和ADC模数转换器依次电气连接，用于测得关节力矩电信号；所述电阻应变仪和ADC模数转换器115用于依次将输入的关节力矩电信号变换为模拟信号和数字信号。

2.根据权利要求1所述的机械臂力反馈控制系统，其特征为，在电源负载允许范围内同时接入有多个伺服电机驱动器；在ADC模数转换器通道数允许范围内同时接入多个应变式轮辐传感器。

3.根据权利要求1所述的机械臂力反馈控制系统，其特征为，所述嵌入式运动控制板脉冲接口的GPIO与伺服电机驱动器CN-1端口的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的ARM9芯片插座的针脚与ARM9芯片的GPIO一一对应；所述嵌入式运动控制板的PCL6045B芯片插座的针脚与PCL6045B芯片的GPIO一一对应；所述接口电路的FPGA芯片插座的针脚与FPGA芯片的GPIO一一对应。

4.根据权利要求1所述的机械臂力反馈控制系统，其特征为，所述应变式轮辐传感器的输出端口与电阻应变仪的输入端口一一对应；所述电阻应变仪的输出端口与ADC模数转换器的输入端口一一对应；所述ADC模数转换器的GPIO与FPGA芯片的拓展GPIO一一对应。

5.根据权利要求1所述的机械臂力反馈控制系统，其特征为，所述接口电路具有数字信号输入接口、FPGA芯片插座与上位机信号输出接口；所述ADC模数转换器采用ADS1256模块把模拟信号转换为数字信号。

6.一种基于嵌入式运动控制器的机械臂力反馈控制方法，其中在于，包括步骤：

机械臂运动控制的步骤：上位机软件将运动控制指令发送至嵌入式运动控制板；所述ARM9芯片读取并处理上位计算机运动控制指令，经PCL6045B芯片输出脉冲信号至脉冲接口；嵌入式运动控制板的脉冲接口以专用电缆将脉冲信号传送至伺服电机驱动器；

多轴伺服电机位置解码的步骤：伺服电机驱动器以专用电缆将绝对位置以串行电信号传送至接口电路，经过接口电路进行电平变换为TTL电平后，传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后按串行协议输出到上位计算机；

力矩传感器信号处理的步骤：应变式轮辐传感器测得机械臂关节力矩电信号，经电阻应变仪转换为模拟信号输出至ADC模数转换器，并转化为数字信号；ADC模数转换器以专用电缆将数字信号以串行电信号传送至FPGA芯片；FPGA芯片读取并处理信号后输出到上位计算机，实现对伺服电机的力反馈控制。

7.根据权利要求6所述的机械臂力反馈控制方法，其特征为，所述上位计算机输出的指令信号，以局域网连接方式传输至嵌入式控制板，协议为TCP/IP协议。

8.根据权利要求6所述的机械臂力反馈控制方法，其特征为，经ARM9芯片和PCL6045B芯片处理、转换后的运动控制指令，以脉冲信号的形式输出。

9.根据权利要求6所述的机械臂力反馈控制方法，其特征为，嵌入式运动控制板具有上位机运动控制指令信号输入接口、ARM9芯片插座、PCL6045B芯片插座与伺服电机驱动器信号输出接口。

10.根据权利要求6所述的机械臂力反馈控制方法，其特征为，所述上位机软件经嵌入式运动控制板同时与多个伺服电机驱动器通信，协议为TCP/IP协议；所述伺服电机编码器的输出信号为绝对值编码信号，经伺服电机驱动器编码后并以差分电平的形式输出，协议为RS485。