[发明专利]一种远程操控移动机械臂的控制系统及其方法

权利要求书

1.一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于：包括本地操控终端(1)和远程执行终端(2)；所述本地操控终端(1)包括LeapMotion体感控制器(101)、PC机(102)和通讯模块A(103)；所述远程执行终端(2)包括控制系统(201)、通讯模块B(202)、摄像头(203)、陀螺仪(204)、加速度传感器(205)、电机驱动模块(206)、舵机驱动模块(207)、移动平台(208)和机械臂(209)；所述摄像头(203)将移动机械臂周围环境信息输入控制系统(201)，控制系统(201)将视频发送至PC机(102)；所述LeapMotion体感控制器(101)将人手部的动作信息输入PC机(102)进行处理并转换成指令发送至控制系统(201)；所述控制系统(201)依据指令通过陀螺仪(204)、加速度传感器(205)、电机驱动模块(206)控制移动平台(208)移动至目标点位置，通过舵机驱动模块(207)控制机械臂(209)完成指定的任务。

2.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述LeapMotion体感控制器(101)和通讯模块A(103)通过电性连接PC机(102)。

3.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述PC机(102)为笔记本电脑或二合一平板，运行具有友好的移动机械臂操作界面软件。

4.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述通讯模块A(103)和所述通讯模块B(202)均为4G/5G通信模块。

5.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述控制系统(201)为工业级PC。

6.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述移动平台(208)下方安装有四只轮子，通过电机进行控制，且左、右前轮为驱动轮，左、右后轮为从动轮。

7.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述机械臂(209)由舵机控制，其末端执行机构为仿人手爪五指型。

8.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述摄像头(203)为360°全景摄像头，通过USB口连接控制系统(201)，安装于移动平台(208)上易于摄取移动机械臂周围环境信息和工作目标的位置。

9.根据权利要求1所述的一种远程操控移动机械臂的控制系统，其特征在于，所述陀螺仪(204)、加速度传感器(205)、电机驱动模块(206)和舵机驱动模块(207)通过电性连接控制系统(201)，分别安装于移动平台(208)上合适的位置。

10.一种远程操控移动机械臂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

SS00本地操控终端(1)通过4G/5G连接远程执行终端(2)，由操作人员通过本地操控终端(1)远程控制远程执行终端(2)；

SS01操作人员在PC机(102)的人机交互界面上选择移动平台(208)控制，此时，摆动手部的动作只控制移动平台(208)；

SS02摄像头(203)将移动机械臂周围环境信息输入控制系统(201)，控制系统(201)将视频通过通讯模块B(202)发出，PC机(102)通过通讯模块A(103)接收视频，并在人机交互界面上进行显示，操作人员依据视频观察移动机械臂周围的环境情况，通过摆动手部动作控制移动平台(208)。控制移动平台(208)的人手部摆动动作定义包括：掌面朝下，手掌向上摆动，则定义为控制移动平台(208)逐渐前进；掌面朝下，手掌向下摆动，则定义为控制移动平台(208)逐渐停止；掌面朝下，手掌向左摆动，则定义为控制移动平台(208)向左转向；掌面朝下，手掌向右摆动，则定义为控制移动平台(208)向右转向。LeapMotion体感控制器(101)将操作人员摆动手部的动作输入PC机(102)，PC机(102)对手部动作进行处理之后，发送至控制系统(201)，以控制移动平台(208)移动至目标点位置；

SS03移动机械臂移动至目标点位置后，操作人员在PC机(102)的人机交互界面上选择机械臂(209)控制，此时，手部的动作只控制机械臂(209)；

SS04操作人员依据视频观察工作目标环境，通过手部动作控制机械臂(209)。控制机械臂(209)的人手部动作定义包括：五只手指合拢的抓取动作、五只手指松开的释放动作和手腕部的旋转动作等；

SS05 LeapMotion体感控制器(101)将操作人员手部的动作输入PC机(102)，PC机(102)对手部动作进行处理之后，发送至控制系统(201)，以控制机械臂(209)完成指定的工作任务。