【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种移动机械臂的遥操作控制器，属于人机交互。
技术介绍
1、遥操作是指远距离的人机交互，遥操作拓展了人的感知和行为能力，涉及到人与远端执行机构的交互及其环境的交互，是机器人控制应用的重要分支。
2、专利cn114918938a公开了一种核设施退役双臂机器人遥操作控制器，能够控制机器人完成移动、管道拆除等工作。其优点是直观可靠，缺点是只能通过两个三轴操作手柄完成移动平台和机械臂末端控制，操作模式较单一，且遥操作器后续扩展功能的能力和通用性不足。
3、因此，从实际应用角度出发，能够通用控制大多数移动作业臂机器人、功能扩展能力强的遥操作控制器是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了解决现有遥操作控制器存在控制不灵活、扩展性和通用性差的问题，提供了一种移动机械臂的遥操作控制器。
2、本专利技术所述一种移动机械臂的遥操作控制器，它采用分布式控制结构，将移动平台、机械臂、灵巧手和其他外设机构采用独立的分控制器进行控制，并通过can总线与总控制器进行数据通信；
3、它还包括程序更新模块和扩展功能模块；
4、所述程序更新模块用于通过协议转换和配置外设参数实现对轮式、履带式移动平台和七轴以下机械臂的兼容；
5、所述扩展功能模块用于控制移动机械臂后续增加的外设机构。
6、优选的，它还包括视频图像显示模块；
7、所述视频图像显示模块用于实时显示移动机械臂采集到的视频画面，当采集
8、优选的，它还包括状态显示模块；
9、所述状态显示模块用于实时显示移动平台、机械臂以及机器人上各传感器收集到的状态信息，包括移动平台运行速度、机械臂各关节角度、机器人周边障碍物距离、机器人重要部件温度和机器人电池信息。
10、优选的，所述机械臂控制模块包括移动平台控制区、机械臂单关节控制区、机械臂末端位姿控制区、灵巧手控制区和桅杆云台相机控制区；
11、所述移动平台控制区用于控制移动平台的运动；
12、所述机械臂单关节控制区用于控制七自由度机械臂单个关节的运动；
13、所述机械臂末端位姿控制区用于控制机械臂末端的位姿；
14、所述灵巧手控制区用于控制灵巧手的扭矩、运动模式、手爪开合和手指角度；
15、所述桅杆云台相机控制区用于控制云台相机的升降、转动和变焦。
16、优选的，所述移动平台控制区包括分控制器、三轴模拟量式操纵杆和复用开关；
17、所述分控制器通过模拟量和i/o状态采集获取三轴模拟量式操纵杆和复用开关的状态信息，并通过can总线发送给总控制器；
18、所述复用开关用于实现操纵杆控制移动平台和机械臂末端位置的切换；
19、当复用开关处于移动平台位置时，三轴模拟量式操纵杆能够控制移动平台实现直行运动模式、任意半径转弯运动模式和原地旋转运动模式。
20、优选的，所述机械臂单关节控制区包括分控制器、七个三挡自恢复开关和速度选择旋钮；
21、所述分控制器通过i/o状态采集获取三挡自恢复开关和速度选择旋钮的状态信息，并通过can总线发送给总控制器；
22、所述三挡自恢复开关用于实现单个关节的正向转动和反向转动；
23、所述速度选择旋钮用于控制单个关节的转速。
24、优选的，所述机械臂末端位姿控制区包括分控制器、两个三轴模拟量式操纵杆和两个复用开关；
25、所述分控制器通过模拟量和i/o状态采集获取三轴模拟量式操纵杆和复用开关的状态信息，并通过can总线发送给总控制器；
26、所述两个复用开关用于实现两个三轴模拟量式操纵杆控制对象的切换，复用开关1用于切换移动平台和机械臂末端位置，复用开关2用于切换桅杆相机和机械臂末端姿态。
27、当复用开关处于机械臂末端位置和姿态时，所述两个三轴模拟量式操纵杆用于控制机械臂末端的位姿和运动速度。
28、优选的，所述灵巧手控制区包括分控制器、一个扭矩选择旋钮、一个三档自锁开关和两个三档自恢复开关；
29、所述分控制器通过i/o状态采集获取扭矩选择旋钮、三档自锁开关和三档自恢复开关的状态信息，并通过can总线发送给总控制器；
30、所述扭矩选择旋钮用于控制灵巧手各个手指的最大输出扭矩；
31、所述三档自锁开关用于切换灵巧手的单指运动模式、双指运动模式和三指运动模式；
32、所述两个三档自恢复开关分别用于控制手爪的开合和手指角度。
33、优选的，所述桅杆云台相机控制区包括分控制器、一个三轴模拟量式操纵杆、两个云台姿态控制按钮和复用开关；
34、所述分控制器通过模拟量和i/o状态采集获取三轴模拟量式操纵杆、云台姿态控制按钮和复用开关的状态信息，并通过can总线发送给总控制器；
35、所述复用开关用于实现三轴模拟量式操纵杆操作对象机械臂末端姿态和桅杆相机的切换；
36、所述三轴模拟量式操纵杆用于实现桅杆相机的升降、旋转和变焦；
37、所述两个云台姿态控制按钮分别用于将云台相机复位至正前方和正后方。
38、优选的，所述速度选择旋钮和扭矩选择旋钮采用电位计实现；
39、所述视角切换按钮、急停按钮和云台姿态控制按钮均采用按钮实现；
40、所述复用开关、三挡自恢复开关、三档自锁开关和三档自恢复开关均采用拨动开关实现；
41、所述三轴模拟量式操纵杆和电位计分别通过a/d模块与分控制器进行信号传输；
42、所述拨动开关和按钮分别通过i/o端口与分控制器进行信号传输；
43、所述分控制器同时采集三轴模拟量式操纵杆、电位计拨动开关和按钮的状态信息，并通过can总线与总控制器进行通信。
44、本专利技术的优点：
45、1、机械臂和末端结构控制更灵活：与传统的两个三轴模拟量操纵杆控制末端执行器位姿相比，本专利技术提出的遥操作控制器能够通过机械臂单关节控制区的开关和转速旋钮实现单个关节的位置控制和转速控制，还能够控制末端灵巧手的力矩，实现作业臂灵活的位置控制。
46、2、通过通用协议转换和程序更新，能够控制多种移动作业臂完成不同任务，在更换不同作业臂时，不需要更换控制器，通用性强。
47、3、通过程序更新区，结合多个扩展按钮实现更多控制器功能，例如通过与状态显示区按键发送指令等功能，扩展性强。
48、4、通过操纵器复用开关，用较少的操纵器和按钮即可控制移动作业平台、机械臂和相机等构件的运动，结构紧凑。
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1.一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它采用分布式控制结构，将移动平台、机械臂、灵巧手和其他外设机构采用独立的分控制器进行控制，并通过CAN总线与总控制器进行数据通信；
2.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它还包括视频图像显示模块；
3.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它还包括状态显示模块；
4.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述机械臂控制模块包括移动平台控制区、机械臂单关节控制区、机械臂末端位姿控制区、灵巧手控制区和桅杆云台相机控制区；
5.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述移动平台控制区包括分控制器、三轴模拟量式操纵杆和复用开关；
6.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述机械臂单关节控制区包括分控制器、七个三挡自恢复开关和速度选择旋钮；
7.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述机械臂末端位姿控制区包括分控制器、两个三
8.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述灵巧手控制区包括分控制器、一个扭矩选择旋钮、一个三档自锁开关和两个三档自恢复开关；
9.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述桅杆云台相机控制区包括分控制器、一个三轴模拟量式操纵杆、两个云台姿态控制按钮和复用开关；
10.根据权利要求5、6、7、8或9所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述速度选择旋钮和扭矩选择旋钮采用电位计实现；
...【技术特征摘要】
1.一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它采用分布式控制结构，将移动平台、机械臂、灵巧手和其他外设机构采用独立的分控制器进行控制，并通过can总线与总控制器进行数据通信；
2.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它还包括视频图像显示模块；
3.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，它还包括状态显示模块；
4.根据权利要求1所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述机械臂控制模块包括移动平台控制区、机械臂单关节控制区、机械臂末端位姿控制区、灵巧手控制区和桅杆云台相机控制区；
5.根据权利要求4所述的一种移动机械臂的遥操作控制器，其特征在于，所述移动平台控制区包括分控制器、三轴模拟量式操纵杆和复用开关；
6.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：初国庆，刘玉斌，杨晓帆，田冲，孙泽宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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