[发明专利]主从与自主作业一体化的机械臂系统、机器人系统及方法

权利要求书

1.一种主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，包括任务执行模块和主从控制模块；

所述任务执行模块包括机械臂本体及与其相连的机械臂控制器；所述主从控制模块包括主手和主从控制器，所述主手与主从控制器相连，所述主从控制器与机械臂控制器相互通信；

所述主从控制器用于接收作业环境信息，并判断作业环境信息的操作复杂度，根据作业环境信息的操作复杂度来控制所述机械臂系统在主从控制模式和自主控制模式之间切换；其中，所述操作复杂度由所述机械臂本体的所需执行指令数来表征。

2.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述主从与自主作业一体化的机械臂系统还包括系统保护模块，所述系统保护模块包括绝缘保护子模块、外部环境感知子模块、运动保护子模块和主手重启保护子模块。

3.如权利要求2所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述运动保护子模块与主从控制器相连，所述主从控制器还用于获取机械臂本体的运动速度及受到的外力，当机械臂本体的运动速度超过设定运动速度阈值或受到的外力超过预设外力阈值时，由主从控制器向机械臂控制器下发保护性停止运动命令。

4.如权利要求2所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述主手重启保护子模块与主从控制器相连，所述主从控制器用于获取主手的故障信息，当主手出现硬件错误时，由主从控制器向主手发送重启命令。

5.如权利要求2所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述外部环境感知子模块用于感知机械臂本体与外部设备之间的距离，并发送至主从控制器，由主从控制器通过机械臂控制器来控制机械臂本体的移动位置。

6.如权利要求2所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述绝缘保护子模块包括设备层绝缘防护结构和通信层光纤绝缘结构。

7.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，若作业环境信息的操作复杂度超过预设操作复杂度阈值时，所述主从控制器用于控制所述机械臂系统处于主从控制模式；否则，所述主从控制器用于控制所述机械臂系统处于自主控制模式。

8.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，在主从控制模式下，所述主从控制器用于获取机械臂本体和主手的关节位置信息，将主手自动同步到机械臂主体的当前位置，同步完成后再通过主手控制机械臂本体执行对应作业操作。

9.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，在自主控制模式下，所述主从控制器用于控制主手处于锁定状态，通过机械臂控制器来控制机械臂本体的自主作业。

10.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述主手与主从控制器以及所述主从控制器与机械臂控制器之间均设置有通信的心跳机制。

11.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，所述主从控制器还用于接收人机交互屏发出的任务指令，以修改主从控制器的控制模式和机械臂本体的参数。

12.如权利要求1所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统，其特征在于，在自主控制模式下，所述机械臂控制器用于控制机械臂本体进行笛卡尔空间运动和关节运动。

13.一种机器人系统，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的主从与自主作业一体化的机械臂系统。