基于Internet的机器人遥操作系统研究

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1、第卷第期哈尔滨理工大学学报年月,基于的机器人遥操作系统研究熊海国,尤波,李东洁哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨摘要为了实现人类在危险、难以到达的环境中作业,以机器人技术与网络技术为基础,开发出一种以型四自由度教学机器人为被控单元、为传输控制协议、旧体系结构为网络控制平台的机器人遥操作系统,给出了该系统的硬件结构、软件流程实,,、践表明该系统不仅可以实现客户机与服务器之间的全双工连接而且能可靠传输控制命令控制,、数据控制一机器人完成抓取搬运等具体作业任务关键词尸机器人遥操作中图分类号文献标识码文章编号一一一仰日日一,,一,,,’,,,,而,,而,一,,年,由等连接到上跨越

2、空间的行为延伸的是第一个基于亡浏览器的机本文提出了以工一型教学机,,器人遥操作系统,此后基于川的机器人器人为研究对象利用并结合卫遥操作技术逐渐发展成为国际机器人研究领域的一网络技术开发的机器人遥操作控制系统本系统采个重要前沿课题基于的机器人遥操作技术用了客户机服务器体系结构,网研究的主要目的是利用传送人类的行为动络通讯采用网络协议,已实现了客户机服作,使机器人在远程复现人类的行为意图,进而实现务器之间可靠、全双工的连接,保证了控制命令有效收稿日期抖一一基金项目黑龙江省教育厅基金项目川黑龙江省自然科学基金项目黑龙江省普通高等学校骨千教师创新能力基金资助,,作者简介熊海国一女哈尔滨理工

3、大学硕士研究生第期熊海国等基于的机器人遥操作系统研究传输及控制数据双向、准确传输制指令及控制数据,控制机器人伺服电机的运行状态、个关节的位置、转速,限位开关的状态等数据机器人遥操作系统的硬件结构信息,由服务器通过巧总线传到控制器,控制二一机器人运动一型教学机器人客户机与服务器之间的通讯是在尸网本系统所用的一教学机器人及配套的络协议的基础上实现的尸协议作为计算机之伺服运动控制器是一种多输人、多输出的运动学复杂间最常用的网络协议是一个真正的开放系统,它允控制系统,具有高度的能动性和灵活性,具有广阔的许与完全连接网际协议和传输控制协,、,可达空间已被广泛应用于高等院校教学科研及工议功能互

4、补使得尸同时满足可扩展性业机器人培训等领域机器人机构本体采用平面关和可靠性的要求机器人遥操作控制系统中通信的,、,节型结构具有速度快柔性好的特点运两个进程间通过尽模式相互作用用户在动控制采用交流伺服电机和谐波减速器等模块化结本地发送控制命令给远端的机器人,客户机接收用构,简单、紧凑运动控制器主要控制芯片采用可编户提供的机器人控制命令,然后形成相应的命令帧口,程并行接芯片和可编程定时计数器格式发送到网络服务器对接收到的控制命令进行实现对个关节的快速、准确定位分析和解释,并通过机器人控制器驱动机器人完成遥操作控制系统的硬件结构及工作原理相应的作业任务基于】的机器人遥操作控制系统通过网络

5、控制平台实现对远程机器人的监控网络传机器人遥操作系统的软件设计输、控制平台采用结构,客户机通过,网络与服务器相连服务器作为机器人的主利用十十开发机器人遥操作控制系统软,,,要控制单元与四自由度机器人运动控制卡相连轴件采用实现尸网络编程即客卡通过运动控制器控制一机器人运动在户机和服务器分别创建一个数据报套接字,服务器遥操作控制过程中采用的一口,丫调用函数给套接字分配一个公认的端这型摄像系统及一图像采集卡组成的图像样客户机和服务器就可使用和代沱讨比采集系统作为遥操作控制系统的子系统,辅助操作函数完成数据报传递遥操作系统控制软件分为者完成遥操作控制作业整个遥操作控制系统的结一控制软件和一

6、控构原理图如图制软件两部分一控制软件的设计充分考虑了使用方便性,用户可以根据需要增加机器人具体作业任务的功能模块一控制软件主要完成遥操作控制过程中具体功能及关键信息提示一控制软件一控制软件主要包括远程登录模块,机器人示教模块,正、逆运动学分析模块,机器人搬运模块和机器人装配模块等远程登录是客图遥操作控制系统结构原理图口,户机获取服务器的地址和端号一般在默认的图像采集系统作为遥操作控制系统的子系端口号下,输人服务器的地址,然后调用套接字,,,统在操作过程中起到辅助作用给操作者以视觉连接。沈函数实现异地连接其原感远端的摄像机采集机器人现场作业图像,通过图型代码如下像采集卡传,,到客户机

7、操作者以视觉图像为参考控制机器人完成具体作业任务吼四一产一服务器与机器人运动控制器之间的通讯主要一邓正采用总线通讯方式当服务器与控制器进行通饥,口讯时服务器通过预先指定的轴卡端地址传送控代哈尔滨理工大学学报第卷一夕一记。刀加廖督’一牡坦一刃叩图图鲁圈通过逆运算昭。计算每个路机器人示教模块主要完成对机器人各个关节和径点所对应,手爪的分别控制各关节变量及齐次坐标等控制信的各个关节,息的实时显示和远程传送功能区可实现控制流程的转角或位的记录、保存、打开和回放等其控制界面如图