[發明專利]基于多個機器人的異構型遙操作系統

在審

• 申請號: 201810679962.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108568822A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 劉霞;潘成偉;金滔;馮禹銘
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;H04L12/40
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

本發明涉及機器人控制領域。本發明公開了一種基于多個機器人的異構型遙操作系統，包括主端的PHANTOM Omni機器人1、主端的PHANTOM Omni機器人2、從端的SCARA機器人1、從端的SCARA機器人2、計算機、通訊網絡，所述PHANTOM Omni機器人1和PHANTOM Omni機器人2與計算機連接，SCARA機器人1、SCARA機器人2通過通訊網絡與計算機連接；對PHANTOM Omni機器人1和PHANTOM Omni機器人2分別施加作用力f_h1和f_h2，使其產生運動數據通過通訊網絡分別傳遞給SCARA機器人1和SCARA機器人2，使其產生運動數據，對作用力f_h1和f_h2進行響應。本發明的有益效果是，解決了復雜或惡劣環境下單個的機器人難以自主有效完成任務的問題，擴展了機器人的執行力。

技術領域

本發明涉及機器人控制領域，特別涉及機器人異構型遙操作控制系統，具體而言，涉及基于多個機器人的異構型遙操作系統。

背景技術

機器人遙操作系統因為能夠代替人在復雜或惡劣環境中進行作業，從而可以避免對人體產生傷害，降低生產成本，提高生產效率。

根據主從機器人的機械結構、自由度和工作空間是否相同，機器人遙操作系統又可以分為同構型和異構型。

異構型機器人遙操作系統將人的經驗智慧與機器人的優勢相結合，實現了人的行為能力與感知能力的延伸。在一些人不能到達的復雜環境下如核工業、化工產業、空間技術、深海開發以及醫療應用等領域，能夠代替人在復雜或惡劣環境中進行作業，與同構型機器人遙操作系統相比，異構型機器人遙操作系統能夠最大限度的擴展主從機器人的可選范圍和應用范圍，提高機器人遙操作系統的實用性，是目前解決復雜環境下機器人作業問題最為理想的技術手段。

采用異構型遙操作系統使多個機器人相互協作，共同完成作業任務必將成為未來機器人領域的發展趨勢，與同構遙操作系統相比，由于主從機器人的機械結構、自由度和工作空間等方面的差異，異構型遙操作系統的設計與控制方法面臨著更大的困難。

文獻[G.Song,S.Guo and Q.Wang,A Tele-operation system based on hapticfeedback,2006IEEE International Conference on Information Acquisition,Shandong,2006,pp.1127-1131.]設計了一種以PHANTOM Omni haptic device機器人為主機器人，以6自由度機械臂為從機器人的異構型機器人遙操作系統，在該系統中主機器人利用IEEE-1394火線接入一臺計算機，從機器人利用RS232串口通信接入另一臺計算機，再通過互聯網絡實現兩臺計算機的通信連接，以此實現主從機器人控制。文獻[嚴水峰.主從異構型遙操作機器人工作空間映射與運動控制研究[D].浙江大學,2017.]設計了一種以Geomagic Touch力反饋設備為主機器人，以Baxter雙臂機器人為從機器人的異構型遙操作系統，該系統運用機器人操作系統ROS及MATLAB Simulink模塊編寫相應軟件，同時通過搭建局域網連接主從機器人等硬件設備，以此實現主從控制。

上述異構遙操作系統有的結構復雜，需要2臺計算機進行協同工作，有的需要專用模塊，通用性不強，系統構建成本高，而且都不能進行多個機器人的遙操作控制，不能實現對人雙手活動的跟隨操作這一機器人重要應用，機器人自主能力缺乏，協同作業能力低，實用性不強，適用范圍大打折扣。

發明內容

本發明的主要目的在于提供基于多個機器人的異構型遙操作系統，以解決現有技術中異構遙操作系統構建成本高，適用范圍小的問題。