一种基于5G技术及力控制的机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于5G技术及力控制的机器人，设计远程操控机器人技术领域，包括机器人本体，机器人本体上设有5G通讯模块，其特征在于，还设有控制模块、采集模块和人机交互界面，控制模块、采集模块、人机交互界面分别与5G通讯模块通讯连接；采集模块用于采集的机器人环境交互状态信息后将机器人环境交互状态信息传输至5G通讯模块；控制模块用于接收控制信号后力控制机器人执行与控制信号适配动作；人机交互界面用于实时呈现机器人的状态信息，以及接收输入指令后传输给控制模块。本发明专利技术技术方案能实现低延迟的实时信息传递，实现高精度的力控制机器人本体。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G技术及力控制的机器人
本专利技术涉及远程操控机器人
，具体而言，涉及一种基于5G技术及力控制的机器人。
技术介绍
5G技术，为现有成熟技术，既第五代移动通信技术(5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems、5th-Generation，简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术，也是即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G技术的优点有：高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。力控制，为现有成熟技术，也称力控制技术，一般泛指机器人应用领域中，利用力传感器作为反馈装置，将力反馈信号与位置控制(或速度控制)输入信号相结合，通过相关的力/位混合算法，实现的力/位混合控制技术。现有技术中，操控机器人过程中只能近距离操控，操控距离过远则会产生延迟，进一步导致精度降低，且可能有相位延迟，如果达180度以上则不稳定。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供一种基于5G技术及力控制的机器人，结合5G技术及力控制，以降低远距离操控机器人延迟。本专利技术的实施例是这样实现的：一种基于5G技术及力控制的机器人，包括机器人本体，机器人本体上设有5G通讯模块，其特征在于，还设有控制模块、采集模块和人机交互界面，控制模块、采集模块、人机交互界面分别与5G通讯模块通讯连接；<br>采集模块用于采集的机器人环境交互状态信息后将机器人环境交互状态信息传输至5G通讯模块；控制模块用于接收控制信号后力控制机器人执行与控制信号适配动作；人机交互界面用于实时呈现机器人的状态信息，以及接收输入指令后传输给控制模块。设计原理：经过长期的研究和实践，专利技术人发现，现有技术中部分具备力控制
功能的机器人目前的硬件通讯方式采用有线通讯方式或仅能进行短距离的无线操控，已生产机器人的信息传递方式绝大部分通过EtherCAT等有线连接，操控范围小，无法实现异地操控甚至云操控，更无法实现远距离的无线力控制，同时也需要技术人员到达现场。鉴于此，本申请提供一种基于5G技术及力控制的机器人，5G通讯技术能够将遥传输延迟降低至1ms以下，这个技术指标是做精准力控制的延迟需求，如果延迟更大则会导致力控精度降低，且可能有相位延迟，如果达180度以上则不稳定，而如果延迟更小，对系统改善并不明显，故1ms的限制值是完成云端机器人力控制的关键阈值，本申请技术方案在机器人硬件与控制器之间的信息传递上得到应用。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，5G通讯模块还与5G云服务器通讯连接，以存储数据。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，还包括智能网关，控制模块通过智能网关与5G通讯模块连接，控制模块与5G云服务器连接；5G云服务器存储机器人环境交互状态信息，并与人机交互界面和控制模块进行数据交换。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，采集模块为分簇结构的无线传感器网络，包括用于采集机器人环境交互状态环境监测节点、用于收集簇内机器人环境监测节点发送的机器人环境监测信息的簇头节点，还包括基站，该簇头节点将自身采集的机器人环境监测信息和收集的机器人环境监测信息融合后传递至基站，进而通过基站将收集的机器人环境监测信息发送至5G云服务器；在簇形成时，机器人环境监测节点在0到1之间随机选择一个数，如果随机选择的数小于对应的阈值，则该机器人环境监测节点当选为临时簇头节点。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，机器人的状态包括机器人的静态信息和机器人的动态信息。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，人机交互界面还实时呈现5G通讯模块的信号状态信息。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，控制模块、采集模块、人机交互界面分别与5G通讯模块无线连接。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，控制模块通过与人机交互界面以及云服务器相连，接收人机交互界面以及云服务器的控制信号，并根据控制信号发送控制指令对机器人本体进行控制。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，本地工程师可通过人机交互界面输入控制信号，人机交互界面将接收的控制信号传输给控制模块。在本专利技术的一些实施例中，一种基于5G技术及力控制的机器人，机器人本体与5G云服务器通过HTTP协议在5G云服务器上面搭建所需的后端接口，进行数据交换。本专利技术实施例至少具有如下优点或有益效果：一种基于5G技术及力控制的机器人，5G通讯技术能够将遥传输延迟降低至1ms以下，这个技术指标是做精准力控制的延迟需求，如果延迟更大则会导致力控精度降低，且可能有相位延迟，如果达180度以上则不稳定，而如果延迟更小，对系统改善并不明显，故1ms的限制值是完成云端机器人力控制的关键阈值，本申请技术方案在机器人硬件与控制器之间的信息传递上得到应用。本申请技术方案颠覆了传统的机器人通讯与操控方式，解决了工程师依赖程度，实现一人多机的快速对接，同时通过5G通讯系统，在具备降低信息传递延迟和提高系统的响应速度、精度的前提之下，实现了从云端控制机器人系统的模式，引出了云机器人的概念；首创机器人云力控制概念：传统机器人系统由于力控制对延迟要求无法实现，不能进行精准的遥操作，本专利技术首先提出“利用5G通讯时延低于1ms，可以实现高精度的云端机器人力控制”的方式；应用场景多样化：实现机器人与工程师远距离配合，可以通过合理的系统配备，完成传统短距离操控机器人所无法实现的功能，实现在某些不适合人类生存的环境下控制机器人完成任务等；研发成本经济化：极大的降低了机器人系统的调试、运输和维护成本；机器人控制技术全球化：通过无障碍远程控制验证，加速机器人控制算法与各类人工智能算法的云验证和云共享，推动世界科技技术的快速迭代和发展。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一种基于5G技术及力控制的机器人一实施例的系统框图；图2为本专利技术一种基于5G技术及力控制的机器人另一实施例的系统框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于5G技术及力控制的机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设有5G通讯模块，其特征在于，还设有控制模块、采集模块和人机交互界面，所述控制模块、采集模块、人机交互界面分别与5G通讯模块通讯连接；/n所述采集模块用于采集的机器人环境交互状态信息后将机器人环境交互状态信息传输至所述5G通讯模块；/n所述控制模块用于接收控制信号后力控制机器人执行与控制信号适配动作；/n所述人机交互界面用于实时呈现机器人的状态信息，以及接收输入指令后传输给控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于5G技术及力控制的机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设有5G通讯模块，其特征在于，还设有控制模块、采集模块和人机交互界面，所述控制模块、采集模块、人机交互界面分别与5G通讯模块通讯连接；
所述采集模块用于采集的机器人环境交互状态信息后将机器人环境交互状态信息传输至所述5G通讯模块；
所述控制模块用于接收控制信号后力控制机器人执行与控制信号适配动作；
所述人机交互界面用于实时呈现机器人的状态信息，以及接收输入指令后传输给控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术及力控制的机器人，其特征在于，所述5G通讯模块还与5G云服务器通讯连接，以存储数据。


3.根据权利要求2所述的一种基于5G技术及力控制的机器人，其特征在于，还包括智能网关，所述控制模块通过智能网关与5G通讯模块连接，控制模块与5G云服务器连接；所述5G云服务器存储机器人环境交互状态信息，并与人机交互界面和控制模块进行数据交换。


4.根据权利要求3所述的一种基于5G技术及力控制的机器人，其特征在于，所述采集模块为分簇结构的无线传感器网络，包括用于采集机器人环境交互状态环境监测节点、用于收集簇内机器人环境监测节点发送的机器人环境监测信息的簇头节点，还包括基站，该簇头节点将自身采集的机器人环境监测信息和收集的机器人环境监测信息融合后传递至基站，进而通过基站将收集的机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恺勋，刘立，
申请(专利权)人：前元运立北京机器人智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11