[发明专利]基于虚拟现实技术的机械臂远程控制系统及方法

说明书

本发明提出了一种基于虚拟现实技术的机械臂远程控制系统及方法，控制系统包括机器人控制柜、虚拟现实仿真系统以及控制器，所述虚拟现实仿真系统和机器人控制柜通过光纤通讯或无线通讯进行连接，所述机器人控制柜用于获取机械臂的运动信息，所述虚拟现实仿真系统用于根据机械臂的运动信息还原机械臂当前作业场景，所述控制器用于控制虚拟机械臂和/或机械臂的运动。本发明在机械臂远程操作中采用虚拟现实技术使系统具有人机交互功能，降低操作难度，提高了安全性。

技术领域

本发明涉及机械臂远程控制技术，具体涉及一种虚拟现实技术的机械臂远程控制系统及方法。

背景技术

随着科技的进步，机器人技术的发展进入了一个新的阶段，大量的机器人被应用于各个领域，特别是会对人身安全造成危害的环境中，需要能够满足不同功能的机器人来代替人类完成工作。

在一些特定危险环境中，使用机器人完成工作能够有效的保证工作人员的人身安全，但是因为工作人员无法近距离直观的观测机器人的工作环境，在对机器人遥操作时常常会造成误操作，进而影响工作的完成，甚至会对工作人员和工作设备造成危害。

发明内容

本发明提出了一种基于虚拟现实技术的机械臂远程控制系统。

实现本发明的技术解决方案为：一种基于虚拟现实技术的机械臂远程控制系统，包括机器人控制柜、虚拟现实仿真系统以及控制器，所述虚拟现实仿真系统和机器人控制柜通过光纤通讯或无线通讯进行连接，所述机器人控制柜用于获取机械臂的运动信息，所述虚拟现实仿真系统用于根据机械臂的运动信息还原机械臂当前作业场景，所述控制器用于控制虚拟机械臂和/或机械臂的运动。

优选地，所述虚拟现实仿真系统包括计算机、显示器以及VR设备，所述计算机用于预先构建作业场景及机械臂并根据当前运动信息解析出位姿数据，虚拟机械臂当前作业场景，所述显示器及VR设备用于还原显示当前作业场景。

优选地，所述虚拟现实仿真系统用于根据机械臂的运动信息给出行进轨迹规划并显示。

本发明还提出了一种基于虚拟现实技术的机械臂远程控制方法，具体步骤为：

步骤1、构建机械臂几何模型以及作业场景；

步骤2、获取机械臂当前运动信息；

步骤3、根据机械臂当前运动信息，通过虚拟现实仿真系统还原机械臂当前作业场景；

步骤4、控制虚拟机械臂进行工作或根据行进轨迹规划路径获得路径规划控制策略并将控制策略传送到工作端，控制实际机械臂工作。

优选地，所述机械臂几何模型包括机械臂运行轨迹路径及6个自由度的旋转角度轨迹。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明在机械臂远程操作中采用虚拟现实技术使系统具有人机交互功能，降低操作难度，提高了安全性；(2)本发明采用轨迹规划和实时控制相结合的工作方式，极大地降低了误操作发生的可能性；(3)本发明采用前期场景建模的方式，能够精确完美的还原实际工作场景，加强了操作人员的临场感和沉浸感，可以更加准确的观察到机械臂的工作轨迹，提高工作的精准度，有利于完成相对较为复杂的工作。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1为系统示意图。

图2为机械臂场景模型构建流程图。

图3为本发明总体结构图。

图4为本发明人机交互过程示意图。

图5为机械臂运动学示意图。

具体实施方式